los aditivos
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LOS ADITIVOS.
3.2.3.1.- DEFINICIN Y GENERALIDADES.
Los aditivos se definen como: aquellas sustancias o productos que,
incorporados al mortero antes o durante el amasado y/o durante el amasado
suplementario, en una proporcin no superior al 5% del peso de cemento (salvo casos
especiales), producen la modificacin deseada de dicho mortero en estado fresco y/o
endurecido- de alguna de sus caractersticas, de sus propiedades habituales o de su
comportamiento. (UNE-EN 934)
Esta definicin no considera pues, como aditivos a aquellos cuya dosificacin
rebase el 5% del peso del cemento.
La comercializacin de productos que mejoran algunas de las cualidades de los
morteros, data de 1910. Se trataba, entonces, de hidrfugos, de aceleradores del
fraguado o de hidrfugos-aceleradores de fraguado, que se utilizaban para la
confeccin de morteros destinados a la reparacin de obras subterrneas de
mampostera o de ladrillo, cuyas juntas se hubiesen deteriorado. Los plastificantes
fueron comercializados hacia 1935. Los agentes inclusores de aire aparecieron en los
EE.UU. en 1939, y su utilizacin en Europa no empez hasta despus de la segunda
guerra, en 1947. En cuanto a los retardadores, si bien su comercializacin no tuvo
lugar hasta bastante tarde, los efectos de ciertos productos eran conocidos haca
tiempo. (Venuat, 1972)
Ms recientemente y gracias al progreso de la industria qumica, las materias
plsticas se fueron incorporando. Hace una decena de aos que los aditivos se
multiplican en muchos pases. Los fabricantes ponen a punto productos ms
adecuados a las necesidades de la construccin moderna.
Sin el uso de aditivos, no existiran los morteros secos modernos ni tampoco
podran lograrse muchas propiedades tcnicas. Los aditivos son de origen orgnico o
inorgnico y, con frecuencia, de naturaleza polimrica. Los aditivos pueden mejorar el
amasado con agua del mortero seco, as como las propiedades del mortero fresco (su
comportamiento reolgico o trabajabilidad) y las propiedades del mortero fraguado,
incluso el mismo comportamiento de fraguado.
Los requisitos que deben cumplir son que, el empleo de un aditivo no debe
deteriorar las caractersticas del mortero (mecnicas, qumicas, fsicas...);
eventualmente, se puede aceptar una pequea disminucin de stas. Cuando se
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utilicen varios aditivos, que tienen que ser compatibles entre s, debe conocerse la
influencia mutua en los resultados finales.
Los aditivos (excepto los slidos poco solubles en agua) se deben incorporar
disueltos en el agua de amasado o en forma de dispersin estable, despus de
mezclarlos y homogeneizarlos con toda o con una parte de dicha agua de amasado. El
aditivo no se debe incorporar al cemento, a no ser que sta incorporacin se tenga
que efectuar de acuerdo con las caractersticas propias del aditivo, de la fabricacin
del mortero, o que figure, explcitamente, en las prescripciones especiales del mismo o
de la obra.
Los aditivos aptos para morteros deben cumplir las exigencias prescritas en la
norma UNE-EN 934.
3.2.3.2.- FUNCIONES DE LOS ADITIVOS.
Los aditivos pueden actuar sobre una y/o varias de las propiedades de los
morteros, produciendo, fundamentalmente, la modificacin de una de ellas y/o la de
otras. (UNE-EN 934)
Funcin principal.
Cada aditivo se caracteriza y define por producir una modificacin determinada,
y solamente una, de alguna de las propiedades o caractersticas del mortero en estado
fresco o endurecido. Esta propiedad se define como funcin principal.
La eficacia de la funcin principal de cada aditivo, depende de su dosificacin y
de los materiales utilizados.
Funcin secundaria.
Los aditivos, pueden, accesoriamente, modificar alguna o algunas de las
propiedades o caractersticas del mortero, independientemente de la que define la
funcin principal. Esta modificacin o modificaciones se conocen con el nombre de
funcin secundaria.
Las funciones secundarias se caracterizan por presentar una eficacia que es
independiente de la que ejerce la funcin principal; esta eficacia depende del tipo de
mortero y de sus condicione de puesta de obra.
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Efecto secundario.
El empleo de un aditivo puede producir modificaciones inevitables de ciertas
propiedades o caractersticas de los morteros, que no se requieren como funcin
secundaria (por ejemplo, dbil descenso de las resistencias mecnicas, retraso del
tiempo de fraguado, etc.).
El fabricante debe poner en conocimiento del usuario los efectos secundarios
de un aditivo si los tiene.
3.2.3.3.- CLASIFICACIN.
La clasificacin de los aditivos, est basada en la funcin principal que ejercen
sobre las propiedades o caractersticas de los morteros en estado fresco o endurecido;
esta funcin principal figura en la clasificacin y en la definicin de los aditivos.
(AENOR, 1995).
Determinados aditivos pueden presentar, adems, otras funciones secundarias
y/o efectos secundarios, asociados a la funcin principal sobre una(s) determinada(s)
caracterstica(s) de los morteros. Estas funciones secundarias y efectos secundarios,
si los hay, se indican en las definiciones de los aditivos. Podemos distinguir los
siguientes grupos:
1) Aditivos que modifican la reologa de los morteros en estado fresco.
2) Aditivos que modifican el fraguado y/o el endurecimiento de los morteros.
3) Aditivos que modifican el contenido de aire (o de otros gases) de los
morteros.
4) Generadores de expansin.
5) Aditivos que mejoran la resistencia a las acciones fsicas.
6) Aditivos que mejoran la resistencia a las acciones fsico-qumicas.
7) Otros aditivos
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Aditivos que modifican la reologa de los morteros en estado fresco.
Son sustancias o productos cuya funcin principal es mejorar la trabajabilidad
(ductilidad, manejabilidad, docilidad etc.) del mortero en estado fresco.
Plastificantes.
Aditivos, generalmente slidos en polvo e insolubles en agua, cuya funcin
principal es:
mejorar la trabajabilidad de mortero para una determinada relacin
agua/cemento.
permitir una modificacin de la cantidad de agua para una trabajabilidad
dada.
La figura 3.5 nos muestra como actan los aditivos plastificantes.
Figura 3.5. Accin de los aditivos plastificantes provocando el proceso de repulsin entre partculas (Rodrguez- Mora
y col., 2003).
Actan mecnicamente y fsicamente, a dosis tanto ms dbiles cuanto ms
finos son los productos. Estos aditivos alteran poco las restantes propiedades de los
morteros.
Reductores de agua (Fluidificantes).
Aditivos cuya funcin principal es:
disminuir el contenido de agua de un mortero para una trabajabilidad dada.
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aumentar la trabajabilidad de un mortero para un mismo contenido de agua
sin producir segregacin.
obtener simultneamente ambos efectos.
Determinados reductores de agua producen, adems, funciones y efectos
secundarios, retrasando o acelerando el tiempo de fraguado o disminuyendo la
velocidad de endurecimiento del mortero; a veces pueden provocar ambos efectos y
funciones simultneamente.
Algunos fluidificantes exigen un mnimo de reduccin de agua, con relacin al
testigo. La ausencia de esta reduccin de agua, o una reduccin insuficiente, puede
producir efectos secundarios perjudiciales.
Superplastificantes (Superfluidificantes).
Aditivos cuya funcin principal es:
aumentar significativamente, la trabajabilidad de mortero para una relacin
agua/cemento dada.
producir una reduccin considerable de la relacin agua/cemento, para una
determinada trabajabilidad.
obtener simultneamente ambos efectos.
Los efectos producidos por estos aditivos son ms enrgicos, que los
correspondientes a los reductores de agua.
Los superplastificantes (superfluidificantes) no debern producir fenmenos
acentuados de exudacin ni segregacin de finos.
Los superfluidificantes influyen de forma significativa en la cantidad de agua
necesaria para elaborar el mortero. Un mortero que contiene superfluidificantes
requiere menos agua de lo habitual para adquirir la misma consistencia. Dicho de otro
modo, si no se vara la cantidad de agua se reduce la consistencia. El efecto de la
superfluidificacin se explica por el hecho de que las diferentes cargas superficiales de
las partculas del cemento producen una inclusin de agua al aglomerarse. La
utilizacin del superfluidificante equilibra la tensin superficial y confiere al mortero una
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consistencia fluida. En funcin de las restricciones legales y de las ventajas tcnicas
emplean casena (numerosos fabricantes) o superfluidificantes sintticos fabricados
con sulfonatos de lignina, naftalina, condensados de melamina-formaldehdo o
carboxilatos de politer, etc. Entre los fabricantes de superfluidificantes cabe citar
SKW (Trostberg, Alemania), Sika (Suiza) o Perstorp (Suecia). Los morteros que
requieren muy buenas propiedades autonivelantes, como las masas y solados
autonivelantes y los adhesivos lquidos para baldosas. La dosificacin normal oscila
entre un 0.2 y un 1 %. (Bayer y Lutz, 1998).
Resinas.
Las resinas se definen como ligantes orgnicos polimricos que aportan,
principalmente al mortero, adherencia qumica. Se emplean fundamentalmente para la
fabricacin de morteros cola, impermeables, de reparacin, etc. Las resinas mejoran
las propiedades durante la aplicacin del mortero, en el fraguado y a lo largo de su
vida til. Entre los efectos, son destacables:
Aumento de la capacidad adherente.
Aumento de la elasticidad.
Mejora de la impermeabilidad.
Retenedores de agua.
Estos aditivos aumentan enormemente la capacidad de retencin de agua e
impiden, as, que el mortero pierda agua con demasiada rapidez. Se fundamentan en
el incremento de la viscosidad de la pasta y generan los siguientes efectos:
Reducen la absorcin de agua y su tendencia a la evaporacin.
Mantienen suficiente agua para que el cemento se hidrate
convenientemente y desarrolle, de modo conveniente, todas sus
propiedades.
Modulan la viscosidad de la masa de mortero.
Atenan la tendencia a la exudacin en los casos de granulometras
incorrectas o carencia de finos.
Aditivos que modifican el fraguado y/o el endurecim iento de los morteros.
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Son sustancias o productos cuya funcin principal es modificar el fraguado y/o
el endurecimiento de los morteros acelerndolos o retardndolos con relacin a los
testigos.
Aceleradores de fraguado.
Aditivos cuya funcin principal es reducir o adelantar el tiempo de fraguado
(principio y final) del cemento, que se encuentra en el mortero.
Los sistemas aceleradores se emplean en grandes cantidades en sistemas
cementosos para ajustar las propiedades de fraguado. Los productos ms utilizados
son el formiato clcico (Mebofix, Bayer, Leverkusen, Alemania) y el carbonato de litio
(Chemental, Frankfurt, Alemania). Las cantidades aadidas pueden llegar hasta un 0.7
% en el caso del formiato clcico y de hasta un 0.2 % en el caso del carbonato de litio.
(Bayer y Lutz, 1998)
La temperatura de mezcla (mortero) puede influir en la eficacia de los
aceleradores de fraguado.
La reduccin de fraguado, puede producir una disminucin de las resistencias
mecnicas finales, con relacin a las del mortero testigo; esta disminucin de las
resistencias puede ser temporal.
Retardadores de fraguado.
Aditivos cuya funcin principal es retrasar el tiempo de fraguado (principio y
final) del cemento, que se encuentra en el mortero.
Estos productos se utilizan principalmente en enlucidos y en masillas de relleno
para juntas que contienen yeso. Sin aditivar retardadores, el fraguado del yeso es
demasiado rpido, siendo los ms utilizados las sales de cidos de frutas como el
cido tartrico, el cido ctrico y los cidos sintticos (distintos tipos de Retardan, de
Tricosal, Illertissen, Alemania). La dosificacin tpica oscila entre el 0.05 y el 0.25 %.
Determinados retardadores de fraguado pueden producir, generalmente, una
disminucin de las resistencias mecnicas iniciales (efecto secundario); sin embargo,
las resistencias mecnicas aumentan frecuentemente, a medio plazo, con relacin a
las del mortero testigo.
Aceleradores de endurecimiento.
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Aditivos cuya funcin principal es aumentar o acelerar el desarrollo de las
resistencias mecnicas iniciales de los morteros.
Estos aditivos pueden producir una modificacin del tiempo de fraguado (efecto
secundario). La eficacia de estos productos puede variar con la temperatura. El
aumento o aceleracin del desarrollo de las resistencias iniciales puede producir una
disminucin de las resistencias finales, con relacin a las del testigo; esta disminucin
puede ser temporal. La influencia de estos aditivos sobre el desarrollo del fraguado es
despreciable; frecuentemente se acorta su duracin. Algunos de estos aditivos pueden
aumentar notablemente la retraccin.
Aditivos que modifican el contenido de aire (o de o tros gases) de los
morteros.
Son sustancias o productos cuya funcin principal es modificar, en uno u otro
sentido, el contenido de aire ocluido en los morteros testigo; tambin se incluyen en
este grupo a los que modifican el contenido de otros gases.
Inclusores de aire.
Aditivos cuya funcin principal es producir en los morteros un nmero elevado
de finas burbujas de aire, separadas y repartidas uniformemente. Estas microburbujas
permanecen as durante el endurecimiento del material.
Son agentes que actan formando microporos de aire en el mortero, tal y como
se observa en la figura 3.6.
Figura 3.6. Esquema de actuacin de los aditivos inclusores de aire. (Rodrguez-Mora y col., 2003).
Este proceso fsico reduce la densidad del mortero fresco, mejora la
trabajabilidad y el rendimiento. El aire introducido mejora adems el aislamiento
trmico, pero disminuye la resistencia del mortero. Los aireantes son productos en
polvo compuestos principalmente de sales sdicas de sulfonatos y sulfatos de cidos
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grasos. Las dosis utilizadas en revocos y mortero de albailera suelen variar entre un
0.01 y un 0.06 %. Las dosis ptimas pueden establecerse controlando el contenido de
aire del mortero y su trabajabilidad.
El dimetro medio de las microburbujas es del orden de 0.05 mm. La eficacia
de estos aditivos depende de la composicin del mortero, de su elaboracin y del
procedimiento que se utilice para su puesta en obra.
Generadores de gas.
Aditivos cuya funcin principal es producir un gas por medio de una reaccin
qumica durante la colocacin del mortero.
Pequeas cantidades de estos productos, en condiciones de empleo
controladas, dan lugar a la formacin de cantidades suficientes de gas, que producen
una ligera expansin del mortero cuando se encuentran en estado fresco; despus de
su colocacin se produce una reduccin de la retraccin. Con cantidades ms
elevadas de dichos productos se produce un volumen importante de gas.
Generadores de espuma.
Aditivos cuya funcin principal es producir, por medios mecnicos una espuma
estable formada por burbujas de aire de tamao variable, que se encuentra
homogneamente distribuida dentro de la masa, a la que confiere una estructura
alveolar.
Desaireantes o antiespumantes.
Aditivos cuya funcin principal es eliminar el exceso de aire introducido en la
masa por el empleo de ciertos ridos o de ciertos aditivos utilizados para obtener otra
funcin principal, distinta a la introduccin de aire.
Los antiespumantes reducen el contenido de aire en los morteros frescos (los
productos de Afitan P de Mnzing CEIME, Heilbronn, Alemania). Actualmente existen
antiespumantes en polvo de composiciones qumicas diferentes.
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Generadores de expansin.
Aditivos cuya funcin principal es producir una expansin controlada y
permanente en los morteros.
Los lmites en la expansin y retraccin estipulados por los aditivos son los
siguientes:
Aditivos que compensan la retraccin son aquellos que producen una
expansin final comprendida entre 0 y 0.06 %.
Aditivos que producen expansin libre son aquellos que dan lugar a una
expansin final mayor o igual a 0.06 %.
Aditivos que mejoran la resistencia a las accione f sicas.
Son sustancias o productos cuya funcin principal es conseguir que los
morteros presenten mayor resistencia a la accin de los fenmenos de la naturaleza
fsica que los testigos correspondientes.
Aditivos protectores contra las heladas.
Son sustancias o productos cuya funcin principal es mejorar la resistencia a
las heladas de los morteros.
Estos aditivos se comercializan para morteros en estado endurecido en forma
de inclusores de aire basados en la introduccin de microburbujas de aire (repartidas
uniformemente en los morteros) aumentando as la resistencia de los mismos a las
heladas; y tambin los podemos encontrar para morteros en estado fresco en forma de
aceleradores de fraguado o aceleradores de endurecimiento.
Aditivos que mejoran la resistencia a la congelaci n; anticongelantes.
Son sustancias o productos cuya funcin principal es disminuir el punto de
congelacin del agua de amasado; adems, pueden impedir la aparicin de cristales
de hielo en el mortero en estado fresco.
Aditivos que reducen la penetrabilidad del agua (pe rmeabilidad).
Son sustancias o productos que, aadidos a los morteros durante el amasado,
tienen como funcin principal incrementar la resistencia al paso del agua bajo presin
a travs de las mezclas endurecidas. La reduccin de la penetrabilidad se obtiene por
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un aumento de compacidad de los morteros, produciendo una disminucin del nmero
de capilares o la colmatacin de stos.
Entre los productos que se utilizan para conseguir esta funcin principal se
encuentran los que modifican la reologa de los morteros en estado fresco.
Repulsores de agua o hidrfugos.
Aditivos que tienen como funcin principal disminuir la capacidad de absorcin
capilar o la cantidad de agua que pasa a travs de un mortero saturado y sometido a
un gradiente hidrulico.
Los hidrofugantes impiden que el agua penetre dentro del mortero, pero no la
difusin del vapor de agua. En la figura 3.7 se puede observar la accin de este
aditivo.
Figura 3.7. Esquema de funcionamiento del aditivo hidrfugo. (Rodrguez-Mora y col., 2003).
La eficacia de los hidrofugantes puede medirse por la absorcin capilar del
agua (DIN 52617). Las principales aplicaciones de los hidrofugantes son los revocos
cementosos para aplicaciones en exteriores, las masas minerales impermeabilizantes
y las lechadas para baldosas cermicas. Existen dos grupos de hidrofugantes en el
mercado: las sales metlicas de cidos grasos (estearato de zinc y oleato sdico, de
Greven Ferrchemie, Bad Mnstereifel, Alemania) y polvos redispersables
hidrofugantes (gama VINNAPAS, de Wacker Polymer Systems, Burghausen,
Alemania) el primer grupo presenta la ventaja de requerir menores tasas de adicin
(0.1 al 1 %) mientras el segundo grupo disfruta de una durabilidad significante mayor,
ya que los polvos redispersables hidrofugantes no se eliminan del revoco por accin
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de la lluvia incluso aos despus de su aplicacin. As mismo, los polvos
redispersables hidrofugantes no causan problemas de humectacin durante el
amasado del mortero seco con agua y mejoran la adhesin del mortero seco al
soporte.
Aditivos que mejoran la resistencia a las acciones fisicoqumicas.
Son sustancias o productos que tienen como funcin principal incrementar la
resistencia de los morteros a los ataques de naturaleza fsica o qumica, internos o
externos.
Inhibidores de corrosin de armaduras.
Aditivos cuya funcin principal es reducir la posibilidad de corrosin de las
armaduras embebidas en el mortero.
Se debe especificar la clase de armadura sobre la que acta el aditivo, por
ejemplo, inhibidor de corrosin para acero.
Modificadores de la reaccin lcali-ridos.
Aditivos cuya funcin principal es la de impedir o dificultar la reaccin entre
ciertos ridos y los lcalis del cemento y reducir sus efectos expansivos.
Generalmente, estas sustancias son productos qumicos o polvos minerales
finos.
Otros aditivos.
Aditivos para el bombeo.
Son sustancias o productos que tienen como funcin principal reducir el
rozamiento externo de la mezcla contra la tubera de conduccin, sin modificar la
relacin agua/cemento.
Aditivos para morteros proyectados.
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Son sustancias o productos que tienen como funcin principal mejorar las
condiciones de proyeccin, al disminuir el descuelgue del material proyectado y el
rechazo.
Aditivos para inyecciones.
Son sustancias o productos que tienen como funcin principal aumentar la
fluidez de los rellenos o morteros de inyeccin y reducir los riesgos de exudacin y
decantacin.