tarea aditivos

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 UNIVERSIDAD DE EL S ALVADOR FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA ADITIVOS PARA CONCRETO INGENIERIA DE MATERIALES INSTRUCTOR: ING. DILBER ANTONIO SANCHEZ VIDES PRESENTA:  LOPEZ CRUZ, ULISES ALFREDO  PORTILLO ORANTES, SERGIO JAASIEL  VILLEDA RIVAS, JONATHAN ALBERTO CIUDAD UNIVERSITARIA, 21 DE NOVIEMBRE DE 2011

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR 

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA

ADITIVOS PARA CONCRETO

INGENIERIA DE MATERIALES

INSTRUCTOR:

ING. DILBER ANTONIO SANCHEZ VIDES

PRESENTA:

  LOPEZ CRUZ, ULISES ALFREDO

  PORTILLO ORANTES, SERGIO JAASIEL

  VILLEDA RIVAS, JONATHAN ALBERTO

CIUDAD UNIVERSITARIA, 21 DE NOVIEMBRE DE 2011

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Aditivos para concreto 2

ADITIVOS

Los aditivos son productos químicos solubles en agua que se agregan a la mezcla de

concreto con el propósito de producir una modificación en el comportamiento del concreto.

Estos pueden ser utilizados en estado sólido o liquido y se añaden durante el mezclado del

concreto o durante una operación adicional antes de la colocación del concreto, estos

aditivos deben aplicarse en cantidades no mayores al 1% de la masa de cemento.

Los aditivos permiten la producción de concretos con características diferentes a los

concretos tradicionales, entre las características que tienen los aditivos frente al concreto

fresco, están: incrementar la trabajabilidad sin aumento de agua o reduciendo el contenido

de agua, retardar o acelerar el fraguado, modificar el revenimiento, disminuir el sangrado,

reducir la segregación y mejoran la bombeabilidad del concreto.

En el concreto endurecido, los aditivos pueden incrementar la resistencia, Mejorar la

durabilidad frente a exposición severa, disminuir la permeabilidad, Producir expansión o

controlar la contracción, Incrementar la adherencia con las barras de acero de refuerzo,

Impedir la corrosión de las barras de refuerzo y Controlar la reacción alcali-agregado.

Las dosis de los diferentes aditivos son recomendadas por los fabricantes pero varían de

acuerdo a las circunstancias. La efectividad de los aditivos varía según sea su dosificación

en el concreto y también según sean los constituyentes de la mezcla.

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Aditivos para concreto 3 

Debido al desarrollo del concreto premezclado, se realizaron investigaciones para una

nueva generación de aditivos con elevados niveles de reducción de agua en las mezclas de

concreto, que fueron denominados superplastificantes o aditivos reductores de agua de alto

rango.

En Alemania se estudió la aplicación de superplastificantes en base a las sales del

formaldehido- melamina sulfonato, productos que inicialmente se encontraban en el

mercado para otros usos industriales, pero que luego tuvieron un gran desarrollo en la

industria del premezclado.

En Japón se investigaron productos basados en sales de formaldehido naftaleno sulfánico,

que fueron empleados en los Estados Unidos, especialmente en concretos de altaresistencia. De los resultados de estas investigaciones los aditivos denominados de segunda

generación fueron normalizados por la ASTM incluyéndolos como tipos E y G en la norma

de aditivos químicos, con propiedades de actuar como reductores de agua y como

retardadores de fraguado. A diferencia de los reductores de primera generación que

 permiten una reducción del contenido de agua al 95%, los reductores de alto rango llegan al

88% como mínimo.

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Aditivos para concreto 4 

La norma ASTM C-494 sugiere la siguiente clasificación para los aditivos reductoresde agua y/o químicos controladores del fraguado:

y  Tipo A Reductores de agua: Aditivo que reduce la cantidad de agua de mezcla

necesaria para producir concreto de una consistencia dada

y  Tipo B Retardantes: Aditivo que retarda el fraguado del concreto

y  Tipo C Acelerantes: Aditivo que acelera el fraguado y el desarrollo de la resistencia

inicial del concreto

y  Tipo D Reductores de agua y retardantes: Aditivo que reduce la cantidad de agua de

mezcla necesaria dada y que retarda el fraguado del mismo.

y  Tipo E Reductores de agua y acelerantes: Aditivo que reduce la cantidad de agua de

mezcla necesaria para producir concreto de una consistencia dada, y que acelera el

fraguado de la resistencia temprana.

y  Tipo F Reductores de agua de alto rango o superfluidificantes: Aditivo que reduce

en 12% o más, la cantidad de agua de mezcla necesaria para producir 

y  concreto de consistencia dada

y  Tipo G Reductores de agua de alto rango y retardantes o superfluidificantes y

retardantes.

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Aditivos para concreto 5 

Reductores de Agua y Reductores de agua de Alto rango

Los aditivos reductores de agua, como su nombre lo indica, permiten una reducción en la

cantidad de agua de la mezcla.Para los aditivos reductores de agua, la cantidad de agua que se puede quitar de la mezcla

varía entre 5 y 15 %. Estos aditivos están formulados usualmente a base de ácidos

lignosulfónicos, ácidos hidroxíl-carboxílicos y sus sales, así como carbohidratos

 procesados. El aditivo reductor de agua permite lograr una mejor resistencia y durabilidad

del concreto al reducir la relación agua-cemento, o bien obtener la misma resistencia

original reduciendo el consumo de cemento, otra posibilidad de aplicación consiste en dar 

fluidez a la mezcla sin alterar la relación agua-cemento.

Existe una variedad de reductores de agua que permiten reducir el agua de mezcla en un

 porcentaje mayor al normal, son llamados: reductores de agua de alto rango,

superplastificantes, o súper reductores de agua.

Estos aditivos permiten lograr una reducción del agua de mezcla hasta del 30 %

 proporcionando la misma consistencia de la mezcla original, logran una gran ganancia en

resistencia al disminuir considerablemente la relación agua-cemento, se les emplea con

frecuencia en la elaboración de concretos de muy alta resistencia.

Tanto los aditivos reductores de agua de rango normal como los de alto rango o

superplastificantes trabajan de la siguiente manera: si se mezclaran exclusivamente el

cemento y el agua se formarían una especie de grumos difícil de dispersar, salvo que se

agregara mucha agua, esto último tendría por supuesto un impacto negativo en la

resistencia, al incluir al aditivo en la mezcla, las partículas de cemento absorben el aditivo y

tienden a repelerse, con lo cual se logra una mezcla fluida donde la cantidad de agua

requerida es menor.

Con los aditivos reductores de agua normalmente se obtiene una mayor resistencia porq se

disminuye la relación agua-cemento, en concretos con los mismos contenidos de cemento,

aire y revenimiento, la resistencia a los 28 dias, conteniendo un reductor de agua

(reduciendo la cantidad de agua), puede ser del 10% al 25% mayor que la resistencia de un

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Aditivos para concreto 6 

concreto sin aditivo. A pesar de la reducción de agua, estos aditivos pueden aumentar la

retracción por secado (contracción por desecación). Normalmente el efecto del aditivo

reductor de agua sobre la contracción (retracción) es pequeño si lo comparamos a otros

factores mas significativos que causan las fisuras (agrietamientos) por contracción en

concreto.

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Aditivos para concreto 7 

Desde el punto de vista químico, los aditivos plastificantes y superplastificantes pueden

clasificarse en las siguientes categorías:

Lignosulfonatos

Pertenecen a la primera generación de aditivos plastificantes para el hormigón y son aún

 bastante utilizados dentro de la tecnología más simple de aditivos. Se extraen del proceso

de producción de celulosa dentro de la industria del papel. Se consigue una reducción de

agua de aproximadamente el 10%.

Naftalen sulfonatos y melamina sulfonatos

Son la segunda generación de plastificantes para hormigón. Los naftalen sulfonatos se

extraen del proceso de refinado del carbón. Comparados con los lignosulfonatos

  proporcionan una mayor reducción de agua, de hasta un 25%. Los aditivos basados en

melamina sulfonatos están basados en polímeros sintéticos. La reducción de agua es similar 

a la de los naftalenos, pero mejoran considerablemente las resistencias a edades tempranas.

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Aditivos para concreto 8 

Suelen clasificarse entre la segunda y la tercera generación los copolímeros vinílicos,

  polímeros sintéticos con moléculas de mayor tamaño que los anteriormente citados, que

 proporcionan un mayor efecto plastificante, mejor dispersión de las partículas de cemento y

mayor reducción de agua (alrededor del 30%).

Policarboxilatos

Pertenecen a la última generación de superplastificantes. Químicamente se basan en

copolímeros de ácido acrílico y ésteres de estos ácidos (comúnmente denominados

  policarboxilatos modificados) y, a diferencia de los plastificantes tradicionales, son

macromoléculas que poseen cadenas laterales que les confieren "forma de peine". La

síntesis específica de estas macromoléculas, especialmente de las cadenas laterales, es lo

que los hace mucho más específicos, ya que dependiendo de la aplicación concreta que se

 busque, son capaces de variar enormemente la trabajabilidad del hormigón, o bien pueden

retrasar o acelerar de forma importante el fraguado, mejorar las resistencias iniciales y/o

finales, etc. Con este tipo de aditivos se pueden alcanzar reducciones de agua de hasta el

40%. Todas estas características ofrecen nuevas aplicaciones y hacen que se trate de

aditivos óptimos para la confección de hormigones autocompactantes, hormigones para

 prefabricados, hormigones de altas prestaciones...

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Retardantes

Con el uso de este tipo de aditivos, se logra un retraso en el fraguado de la pasta de cemento

y se disminuye la perdida del revenimiento, con lo que se logra aumentar la trabajabilidad.

Los retardantes hacen también lento el endurecimiento de la pasta, aunque unas sales

  pueden acelerar el fraguado pero inhibir el desarrollo de resistencia. Los retardantes no

alteran la composición o identidad de los productos de hidratación.

Este tipo de aditivos son útiles en la elaboración de concreto en clima cálido cuando el

tiempo de fraguado normal se acorta por la alta temperatura y que prolongan el tiempo de

transportación, colocación y compactación.

El retraso del endurecimiento se puede explotar para obtener acabados arquitectónicos de

agregado expuesto: el retardante se aplica a la superficie interior de la cimbra de modo que

el endurecimiento del cemento adyacente se retrase. El uso de retardantes puede afectar el

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Aditivos para concreto 10 

diseño de estructuras por ejemplo, los colados masivos se pueden practicar con retraso

controlado de las partes del colado en lugar de construcción segmental.

Se necesita tener cuidado con el uso de retardantes ya que estos pueden inhibir totalmente

el fraguado y endurecimiento del concreto, como los retardantes se emplean en clima cálido

es importante observar que el efecto retardante disminuye a temperaturas altas y algunos

dejan de ser efectivos a temperatura ambiente extremadamente altas, alrededor de 60 °C.

Los retardantes tienden a aumentar la contracción plástica porque la duración de la etapa

 plástica se extiende pero la contracción por secado no resulta afectada. La norma ASTM

494-92 requiere que los aditivos de Tipo B retarden el fraguado inicial por lo menos una

hora, pero no más de 3 ½ horas, en comparación con una mezcla de control. Se permite que

la resistencia a la compresión de tres días en adelante sea 10% menos que la resistencia de

control.

Los retardantes no disminuyen la temperatura inicial del concreto, en cambio aumentan la

tasa de sangrado (exudación) y la capacidad de sangrado del concreto.

LA reducción de agua obtenido con el aditivo retardante tipo B ASTM C 494 es

normalmente menor a aquella obtenida con el reductor de agua tipo A, Los aditivos tipo D

fueron creados para dar ambos resultados, reducción de agua y retardar el fraguado.

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Aditivos para concreto 11 

Acelerantes

Su función principal es acelerar el desarrollo temprano de la resistencia del concreto, es

decir el endurecimiento. Aunque también pueden acelerar el fraguado. Si se requiere hacer 

diferencia entre las dos funciones, puede ser útil referirse a las propiedades de aceleración

del fraguado.

La utilización de este tipo de aditivos, generalmente suele ser, cuando el concreto se va

colar a temperaturas muy bajas pero también puede utilizarse cuando se requiere hacer un

trabajo de reparación urgente o cuando se desea un desamoldado rápido.

Otros beneficios son que permite el acabado mas temprano de la superficie de concreto y la

aplicación de aislamiento de protección, y también poner la estructura más rápido en

servicio. A temperaturas muy altas pueden dar por resultado una velocidad demasiado alta

de desarrollo de calor de hidratación y el agrietamiento por contracción.

El acelerante más común empleado durante muchas décadas fue el cloruro de calcio,

especialmente en concretos sin armaduras (varillas de refuerzo) y debe cumplir con los

requisitos de la ASTM D 98 (AASHTO M 144) y NMX C 356

Ya que es efectivo para acelerar la hidratación de los silicatos de calcio. El cloruro de

calcio es un acelerante efectivo pero tiene un defecto serio: La presencia de iones de

cloruro en la vecindad del refuerzo de acero, favorece a la corrosión. Aunque las reacciones

de corrosión solo ocurren en presencia de agua y oxígeno, los riesgos a la presencia de

iones de cloruro en el concreto que contiene acero son tales que el cloruro de calcio nunca

deberá incorporarse al concreto reforzado; En el concreto pre esforzado los riesgos son

mayores. La norma ASTM C 494-92 incluye como requisito que cuando se use un aditivo

tipo C, el fraguado inicial, medido por la prueba de resistencia a la penetración prescrita en

la norma ASTM C 403-92 sea menos de una hora antes, pero antes de 3 ½ horas, que el de

la mezcla de control. El análisis precedente indica que ningún acelerante solo es aceptado.

Es útil observar que ha disminuido la demanda de acelerantes, ya que existen otros medios

de alcanzar una alta resistencia temprana, algunos son:

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Aditivos para concreto 12

  Usando cemento de alta resistencia inicial.

  Bajando la relación agua-cemento, a través de la adición de 60 a 120 Kg/cm3

(100 a

200 lb/yd3) de cemento.

  Usando un reductor de agua.

  Curando el concreto a altas temperaturas.

Sin embargo continúa el uso de acelerantes a bajas temperaturas de colado.

El cloruro de calcio no es un agente anticongelante. Si es usado en cantidades permitidas, el

cloruro de calcio no reducirá el punto de congelación del concreto más que unos pocos

grados, los intentos de proteger el concreto de la congelación por este método son

imprudentes, en vez de esto se deben tomar precauciones comprobadamente fiables durante

el clima frio.

Se recomienda prudencia en el uso de cloruro de sodio bajo las siguientes condiciones:

1.  Concretos sujetos al curado a vapor.

2.  Concretos que tengas metales distintos o inmersos, principalmente si estuvieren

conectados a la armadura de refuerzo.

3.  Losas de concreto soportadas por cimbras (Encofrados) permanentes de acero

galvanizado.

4.  Concretos coloridos.

  No se deben usar cloruros de calcio o aditivos que contengan cloruros solubles en los

siguientes casos:

1.  Construcción de estacionamiento.

2.  En concreto pretensado debido al riesgo de corrosión del acero.

3.  En concretos con aluminio inmerso (por ejemplo tubo-conductos), pues puede

ocurrir corrosión severa del aluminio, especialmente si el aluminio está en contacto

con la armadura inmersa de acero y el concreto está en un ambiente húmedo.

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Aditivos para concreto 13 

4.  En concretos que tengan agregados que, bajo las condiciones de ensayos

normalizados, se han mostrado potencialmente reactivos.

5.  En concretos expuestos a suelos o agua que contengan sulfatos.

6.  En losas de piso que se van a acabar en seco con llanas (fratas, flotas) metálicas.

7.  Durante el clima caluroso en general.

8.  En la colocación de concretos masivos.

La siguiente tabla muestra presenta las recomendciones de la ACI 318 ±Codigo de

construcción- para el contenido máximo de iones cloruro para la protección contra la

corrocion de la armadura pretensada y la de refuerzo.

Se mejora mucho la resistencia a la corrocion del acero inmerso con el aumento de la capa

de recubrimiento del concreto y con la disminución de la relación agua-cemento.

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Aditivos para concreto 14 

Anexos

PRINCIPALES ADITIVOS, EFECTOS Y CAMPO DE APLICACIÓN

En la tabla siguiente se señalan los principales aditivos, sus dosis, las propiedades que

confieren al Concreto, las aplicaciones recomendadas y las limitaciones en su empleo.

En todo caso, siempre deben respetarse las indicaciones de los fabricantes de los aditivos:

ADITIVO Y DOSISUSUAL 

PROPIEDAD QUECONFIERE AL 

CONCRETO

APLICACIONESRECOMENDADAS

LIMITACIONES

Incorporador deAire0.03% a 0.05% del

 peso del cemento

Incorpora microporos

al concreto

 produciendo:

 ±  Resistencia al hielo-deshielo.

 ±  Mayor docilidad ±  Menor permeabilidad

 ±  Eventual exudación

 ±  Protección al hielo-deshielo.

 ±  Pavimentos. ±  Protección contra

agentes químicos.

Menor resistencia

mecánica

Plastificantes oreductores de agua 

0.1% a 0.4% del peso

del cemento

Mejorar la lubricación

entre partículas,

obteniéndose:

 ±  Mayor docilidad conagua constante.

 ±  Menor cantidad deagua para docilidad

constante. ±  Mayor facilidad de

colocación ycompactación.

 ±  Concretos

 bombeados y premezclado.

 ±  Colado deelementos estrechos

o prefabricados. ±  Concretos de alta

resistencia.

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Aditivos para concreto 15 

FluidificantesPara aumentar 

docilidad 0.5% a

1.0% del peso del

cemento.

Para reducir agua a

1.0% A 3.0% del

 peso del cemento.

Aumentan fuertementela docilidad,

 permitiendo:

 ±  Reducir el agua deamasado para

docilidad constante,con alto incremento

de resistencia.

 ±  Colado de piezasestrechas y

difícilmenteaccesibles.

 ±  Colado en tiempocaluroso.

 ±  Concretos bombeados.

 ±  Concretos de altaresistencia.

 ±  Concretos para prefabricados.

 ±  Reparaciones.

Su efecto dura un

 plazo breve.

SuperplastificantesLas dosis

dependiendo del

fabricante fluctúan

desde 0.5% a 2% del

 peso del cemento.

Aumentan las

resistencias como

reductores de agua, y

como fluidificantes,

aumentan la

docilidad.

En general, actúan

como reductores de

agua o fluidificantes

otorgando:

 ±  Consistencia fluidasin disminución de

resistencias. ±  Calidad homogénea,

mínima segregacióny exudación.

 ±  Disminución deretracciones y

fisuración. ±  Facilidad de

colocación y mayor rendimiento de la

faena del colado.

 ±  Concreto

 bombeado.

 ±  Concreto pretensado.

 ±  Concreto alta

resistencia. ±  Concreto de buena

terminación. ±  Concreto bajo agua.

 ±  Morteros ylechadas de

inyección. ±  Concreto para

elementos esbeltos,con alta densidad

de armaduras.

En sobredosis puede

 provocar 

segregación.

 Aceleradores de

 fraguado

Concreto no armado

1:2 a 15

(aditivo:agua)Concreto Armado

Máx. 1:6

(aditivo:agua)

medidas en peso

Aumentan las

resistencias iniciales.

 ±  colado en tiempo

frío. ±  concreto

 proyectado. ±  concretos

 prefabricados. ±  Reducción plazo

desmolde. ±  Reparaciones.

Usualmente

contienen productos

corrosivos, por lo

que en el concreto

armado deben

extremarse las precauciones.

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Aditivos para concreto 16 

Retardadores defraguado

0.3% a 1.5.% del

 peso del cemento.

 ±  Retrasan el inicio defraguado

manteniendo ladocilidad por más

tiempo. ±  Reducen el riesgo de

fisuración al permitir la disipación del

calor de hidratación por más tiempo.

 ±  Concreto en tiempocaluroso.

 ±  Concreto premezclado.

 ±  Concreto en masa. ±  Transporte a gran

distancia. ±  Evitar juntas frías.

 ±  Concreto bombeado.

Sobredosificación

 puede originar una

demora excesiva.

Impermeabilizante

0.5% a 4% del peso

del cemento

Disminuyen la

absorción de humedad:

 ±  Aumentan laimpermeabilidad.

 ±  Concretossubterráneos.

 ±  Losas de cubiertas. ±  Estanques de

Concreto

 ±  Estucos exteriores. ±  Pisos

impermeables.

El uso debe unirse a

una buena

dosificación,

compactación y

curado.

Expansoresreductores de agua 

2 a 3 gr. por saco de

cemento.

Producen una ligera

expansión de la masa

de hormigón,

contrarrestando las

retracciones de éste.

 ±  Relleno de

cavidades o grietas. ±  Anclaje de pernos y

estructuras. ±  Grouting.

 ±  Relleno de vainasen concreto

comprimido.

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Aditivos para concreto 17 

A continuación se presenta una tabla de aditivos según su clasificación dela American Society for Testing and Materials (ASTM)

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Aditivos para concreto 18 

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Aditivos para concreto 19 

CONCLUSIONES

En los últimos años, se ha producido un proceso de concentración en la industria de

aditivos, con inversión en investigación, desarrollo, procesos tecnológicos y control de

calidad para satisfacer los requerimientos del usuario y en la actualidad.

Es importante entender los efectos específicos de los aditivos antes de usarlos, además

como señala la norma ASTM C 494-92, los efectos específicos pueden variar con las

 propiedades y proporciones de los otros ingredientes de la mezcla.

Es de suma importancia saber que los aditivos no son remedio para ingredientes de mala

calidad y para proporciones de mezcla incorrectas ó el mal manejo de transportación,

colocación y compactación.