Download - Clase Unidad 5 - Aditivos
- Tecnología del Hormigón -
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
DOCENTE: Ing. M. Fernanda Carrasco
Ingeniería Civil – 2009
ADITIVOS QUÍMICOS PARA HORMIGONES
U N I D A D 5U
N I D
A D
5
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ADITIVOS QUÍMICOS
Definición según la Norma 1663:2002
Los aditivos químicos son un material que, aparte del cemento, los agregados y el agua empleados normalmente en la preparación del hormigón, puede incorporarse durante o después de la preparación del pastón, con el objeto de modificar alguna o varias de sus propiedades en la forma deseada.
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ADITIVOS QUÍMICOS
Efectos deseados en estado fresco
•Aumentar la trabajabilidad con igual contenido de agua
•Reducir el contenido de agua manteniendo la trabajabilidad
•Modificar el tiempo de fraguado
•Modificar la velocidad yo capacidad de exudación
•Reducir la segregación
•Mejorar la bombeabilidad del hormigón
•Reducir la pérdida de asentamiento
•Reducir la contracción
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ADITIVOS QUÍMICOS
Efectos deseados en estado endurecido
•Aumentar la velocidad de desarrollo de la resistencia a edades tempranas
•Aumentar la resistencia del hormigón con igual contenido de cemento
•Aumentar la durabilidad ante exposiciones severas
•Controlar la expansión causada por la reacción álcali-sílice
•Reducir el flujo capilar y la permeabilidad
•Producir hormigón celular
•Producir hormigón o mortero coloreados
•Inhibir la corrosión de metales en el hormigón
•Reducir el costo unitario del hormigón
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ADITIVOS QUÍMICOS
Funciones de los aditivos
ReductorReductor de de aguaaguaAlto Alto reductorreductor de de aguaagua
Agente incorporador de aireRetardador
Estabilizador de hidrataciónAcelerantes
Inhibidor de corrosiónRetracción reducida
Contracción compensadaAyuda bombeo
Acelerantes ultrarápidosCurado del hormigón
OperaciOperacióónn del del hormighormigóónn frescofrescoTrabajabilidad
Facilidad de bombeoColocación
Compactación
PropiedadesPropiedades mecmecáánicasnicasResistencia a compresión
Resistencia a flexión y tracción
DurabilidadDurabilidadProtección frente:
ContracciónCongelación
CorrosiónCarbonatación
OtrosOtrosProtección del hormigón endurecido
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ADITIVOS QUÍMICOS
Tipos definidos por la Norma 1663:2002
ü Incorporador de aire
ü Retardador de fraguado
ü Acelerador de fraguado
ü Acelerante de resistencia inicial
ü Fluidificante
ü Fluidificante e incorporador de aire
ü Fluidificante y retardador de fraguado
ü Fluidificante y acelerador de fraguado
ü Superfluidificante
ü Superfluidificante y retardador de fraguado
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FLUIDIFICANTE
Definición: aditivo que modifica la consistencia aumentando la fluidez del hormigón y reduce la cantidad de agua de mezclado, en un 5 % como mínimo, para una consistencia dada.
Usos:
- Aumento de resistencia. Para asentamiento dado se puede reducir la relación a/c, manteniendo el contenido de cemento constante.
- Aumento de fluidez. Se puede obtener un mayor asentamiento para igual contenido de agua y cemento.
- Economía. Para igual asentamiento y relación a/c, se puede reducir el contenido de cemento.
- Reducción del calor de hidratación. Al reducir el contenido de cemento se reduce la generación de calor.
Efectos secundarios: Retardo en el fraguado, Incorporación de aire
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FLUIDIFICANTE
Partiendo de unamezcla seca , con poca agua
HormigónFluido
Hormigónmuy Fluido
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FLUIDIFICANTE
Composición: materias orgánicas solubles en agua, o combinaciones de materias orgánicas e inorgánicas, tales como sales de ácidos lignosulfónicos y sales de ácidos hidroxilados carboxílicos.
Los lignosulfonatosderivan de la lignina, que constituye aproximadamente el 20 % de la madera
Los ácidos hidroxicarboxílicosse producen por sintetizaciónquímica y tienen alto grado de pureza. El más usado es el ácido glucónico
Na2S205O C C C
MeOO C C C
MeOS03Na
O
MeO
C
C
C
C
CH2OH
COOM
OHH
HOH
OHH
OHH
--
- ---
---
Agua liberadaAgua liberada
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FLUIDIFICANTE
Mecanismo de acción: el activo reductor de agua recubre las partículas de cemento que adquieren la misma carga eléctrica superficial y en consecuencia se repelen recíprocamente, impidiendo que se agrumen.
--
- ---
---
Agua liberadaAgua liberada
Molécula rodeada por grupos aniónicos
Antes de agregar el aditivo Después de agregar el aditivo
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FLUIDIFICANTE
Asentamiento de hormigones con y sin aditivo plastificante
0
5
10
15A
sent
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nto
(cm
s)
Testigo ReduciendoPlastificando
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FLUIDIFICANTE
Efecto de los plastificantes sobre las resistencias finales (28 días)
0
50
100
150
Testigo Reduciendo Plastificando
Res
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a (%
)
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SUPER -FLUIDIFICANTE
Definición: aditivo que modifica la consistencia aumentando la fluidez del hormigón o reduce la cantidad de agua de mezclado, en un 12 % como mínimo, para una misma consistencia.
Usos:
- Aumento de resistencia y durabilidad. Para un asentamiento dado se puede reducir la relación a/c, manteniendo el contenido de cemento constante.
- Aumento de fluidez y facilidad de bombeo. Se puede obtener un mayor asentamiento para igual contenido de agua y cemento.
- Facilidad de colocación. Debido a un aumento muy importante de la fluidez.
- Economía. Para igual asentamiento y relación a/c, se puede reducir el contenido de cemento.
Efectos secundarios: Pérdida de asentamiento
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SUPER -FLUIDIFICANTE
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SUPER-FLUIDIFICANTE
Composición:
•Sulfonatos condensados de melamina/formaldheído (SMF)
•Sulfonatos condensados de naftaleno/formaldheído (SNF)
•Lignosulfonatos modificados libres de azúcar (MLS)
•Otros compuestos orgánicos (ésteres de ácido sulfónico, poliacrilatos, etc)
•Polímeros acrílicos (AP)
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SUPER-FLUIDIFICANTE
Mecanismo de acción:
•efecto de adsorción
•repulsión efecto de repulsión estérica
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ACELERADOR DE RESISTENCIA
Definición: aditivo que aumenta la resistencia inicial del hormigón sin acelerar el tiempo de fraguado y sin apreciable efecto reductor de agua.
Usos:
1) Posibilidad de habilitación rápida de estructuras o pavimentos, nuevos o reparados.
2) Reducción de los períodos de protección y curado del hormigón.
3) Disminución del tiempo necesario de mantenimiento de los encofrados y apuntalamientos, permitiendo su uso una mayor cantidad de veces.
4) Compensación total o parcial del efecto retardador de las bajas temperaturas en climas fríos.
5) Aumento de productividad de la industria del premoldeado, al aprovechar mejor las instalaciones.
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ACELERADOR DE RESISTENCIA
La composición está basada en:
•Sales inorgánicas solubles: cloruros, bromuros, fluoruros, carbonatos, nitritos, etc.
•Compuestos orgánicos solubles: trietanolamina, formato de calcio, acetato de calcio
•Otros: aluminato de calcio, carbonato de calcio y de magnesio.
Mecanismo de acciónIncrementan la velocidad de
hidratación del C3S, acortando el período
durmiente y aumentando el grado de hidratación en las
etapas 3 y 4.
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ACELERADOR DE RESISTENCIA
Resistencia a Compresión N/mm2
Cemento 450 kg/m3 - Temp. 20oC
Hº con aditivo
Hº Normal
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ACELERADOR DE RESISTENCIA
Precauciones al utilizar cloruro de calcio (CaCl2)
•Una dosis del 2 % en peso de cemento duplica el valor de la resistencia a 1 día.
•Provoca una mayor contracción por secado y fluencia lenta.
•Incrementa el desarrollo de calor de hidratación
•Incrementa los efectos expansivos de la reacción álcali-sílice.
•Disminuye la resistencia ante el ataque de sulfatos
•Disminuye la resistencia a ciclos de congelamiento y deshielo
•Aumenta el riesgo de corrosión de armaduras. El Reglamento CIRSOC indica contenidos máximos de cloruros admisibles en estructuras de hormigón simple y armado y prohibe su utilización en estructuras de hormigón pretensado.
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RETARDADOR DE FRAGUADO
Definición: aditivo que retarda la iniciación y puede prolongar la duración del proceso de fraguado del hormigón.
Usos:
- Para compensar el efecto acelerador de las elevadas temperaturas
- Para mantener la trabajabilidad cuando el tiempo entre el mezclado y la colocación es prolongado
- Para permitir mayor tiempo para la compactación y terminación.
- Para evitar juntas de hormigonado
- Para evitar fisuras por la deflexión de los encofrados durante el llenado.
Efectos secundarios.
Una dosis excesiva puede provocar que el C3S nueva llegue a superar el estado durmiente y que nunca fragüe.
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RETARDADOR DE FRAGUADO
Composición:
•Ácidos lignosulfónicos y sus sales
•Ácidos hidroxicarboxilicos y sus sales
•Azúcar y sus derivados
•Sales de ácido polifosfórico
•Sales inorgánicas
Mecanismo de acción.
Disminuyen la hidratación temprana del C3S por la formación de un gel que lo envuelve, prolongando el período durmiente y así el tiempo de fraguado.
La hidratación en las etapas 3 y 4 pueden resultar más rápidas de forma que el desarrollo de resistencia no es demorado con respecto a la pasta sin aditivo, si el retardo del fraguado no ha sido muy grande.
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RETARDADOR DE FRAGUADO
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RETARDADOR DE FRAGUADO
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RETARDADOR DE FRAGUADO
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INCORPORADOR DE AIRE
Definición: aditivo que incorpora aire durante el mezclado en forma de microburbujas esferoidales, no coalescentes, uniformemente distribuidas en la mezcla.
Usos.
•Aumento de la resistencia ante ciclos de congelamiento y deshielo ya que las burbujas incorporadas actúan como válvulas aliviadoras de presión.
•Reducción de la velocidad de exudación
•Aumento de la trabajabilidad
Efectos secundarios.
Reducción de la resistencia
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INCORPORADOR DE AIRE
Composición:
•Resinas naturales de madera: reaccionan con la cal fomando resinatossolubles.
•Grasas y aceites minerales y animales y sus ácidos grasos
•Agentes humectantes como las sales de álcalis de compuestos orgánicos sulfatados o sulfonados.
•Sales de ácidos de petróleo y subproductos de la refinación
•Detergentes sintéticos del tipo sulfonados alkyl aryl
Mecanismo de acción: disminuyen la tensión superficial y de este modo las burbujas
pueden formarse más fácilmente y resultan más estables. Estas moléculas tienden a alinearse en la interfase aire-agua con los
grupos hidrofílicos hacia el agua y los grupos hidrofóbicos hacia el aire.
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INCORPORADOR DE AIRE
AIRE NATURALMENTE INCORPORADO:Es el resultado del mezclado violento
- no beneficia en nada- distribución al azar- vacíos 1 mm ≤ ∅ ≤ 12mm- < compacidad, < ƒ`b, < durabil.- 1% a 3% del volumen de Hº
- beneficia al Hº F y Hº E- uniformemente distribuidas- burb. de aire 50 µ < ∅ < 1mm (1/10 mm)
500.000 “ 800.000 esferas / m3 __ 3-6%- 9% aire en mortero __ 3-6% en Hº
AIRE INTENCIONALMENTE INCORPORADO:Aditivo + mezclado
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INCORPORADOR DE AIRE
Sistema de burbujas:
Para una adecuada resistencia a los ciclos de congelamiento y deshielo el porcentaje adecuado de aire incorporado es de aprox. 4 a 8 %.
El parámetro más importante es el factor de espaciamiento, que es la distancia máxima promedio desde algún punto de la pasta al borde de la burbuja, o el promedio de la mitad de la distancia entre dos burbujas. Para una protección óptima es de 0,20 mm
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MEMBRANAS DE CURADO
CURADOConjunto de tratamientos
Para mantener el hormigón a humedad y temperatura adecuadas el tiempo necesario para
•Estabilidad de volumen•Resistencia•Baja permeabilidad•Durabilidad
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MEMBRANAS DE CURADO
CURADO DEL HORMIGON (T y H)
TIPOS DE CURADO
1) Humedecimiento: niebla – humedad – inundación
2) Membranas
3) Vapor
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MEMBRANAS DE CURADO
MEMBRANAS DE CURADO
• Consiste en generar una lámina o membrana (0,10 mm) relativamenteimpermeable sobre el hormigón.
• Generalmente son coloreados (blanco): identificación y refracción.
• Dosis: Fabricante 1 lts. - 4½ m2
• Ensayos de retención de aguaPérdida máxima = 0,055 gr/cm2
• Deben estar preparados, listos para usar.
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MEMBRANAS DE CURADO
MEMBRANAS DE CURADO
• Colocar cuando el H° comienza a perder el brillo.
• Colocar 2 manos y en sentido perpendicular.
• No usar si se colocará otra capa de hormigón.
• No pisar, ni transitar hasta que se cumple con el tiempo mínimode curado o generar una capa de protección.
• Composición: Parafinas, ceras, resinas (naturales o sintéticas) de base acuosa o membranas de base solvente.
• Colocar la segunda capa cuando la primera se encuentre viscosa.
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MEMBRANAS DE CURADO
Consumo: 100 cm3/m2.
AVANCE DE LA TERMINADORA
ANTISOL
APLICACIÓN
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DOSIS RECOMENDADAS
0.002 a 0.06 % en peso de cementoIncorporador de aire
Retardador de fraguado
Acelerador de resistencia
1.0 a 2.5 % de sólidos en peso de cemento (el aditivo es una suspensión al 25 % de sólidos en agua)
Superfluidificante
0.2 a 0.3 % en peso de cementoFluidificante
Dosis Tipo de aditivo
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DISCREPANCIAS ADMISIBLES
Tabla. Discrepancias admisibles respecto de los valores indicados por el fabricante
IRAM 1663 inc. 8.3.6± 0.01g/cm³Densidad a 20 °C ± 1 °C
IRAM 1663 inc. 8.3.40.90 V ≤ R < 1.10 V, para v < 20 %0.95 V ≤ R < 1.05 V, para v ≥ 20 %
V: corresponde al valor fijado por el fabricante en % en masa.
R: es el residuo del ensayo en % masa.
g/ 100 g sobre
residuo
Residuo por secado en estufa
IRAM 1663 inc. 8.3.3± 1- - - -pH
Método de ensayoDiscrepanciaUnidadRequisito