topclass agua y baditivo de t.o
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Tecnología delTecnología del
HormigónHormigón
PROFESOR : Hugo Marín GonzálezPROFESOR : Hugo Marín González
Ingeniero CivilIngeniero [email protected]@profesor.duoc.cl
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AGUA AGUA
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Requisitos – Agua de Amasado
Norma NCh 1498.Of 82
• Establece los requisitos que
debe cumplir el agua que seutilice en el amasado demorteros y hormigones.
• Agua de Amasado:
El agua de amasado o agua
libre es el agua contenida enel hormigón fresco,descontada el agua absorbidapor los áridos.
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Aguas• Agua: (15 a 20%)
entrega plasticidad en frescopermite hidratación al cementoprovee de curado (saturación)
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Rol del agua en el Hormigón: Participa en el proceso deParticipa en el proceso de hidratación hidratación del del
cemento cemento
• Hidratar al cemento para formar una pasta que pueda fraguar yposteriormente endurecer.• La cantidad de agua necesaria para “activar” químicamente alcemento es aproximadamente un 28 % de su peso.• Es decir, se necesitan como mínimo unos 28 litros de agua parahidratar por completo 100 kg de cemento.• Sin embargo, si usamos esta cantidad de agua, la mezclaresultaría extremadamente seca y no manejable en obra(trabajable)
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OtorgaOtorga trabajabilidad trabajabilidad necesaria en el hormigón necesaria en el hormigón Rol del agua en el Hormigón:
•Otorgar trabajabilidad o fluidez a la mezcla de hormigón para quepueda ser utilizado en obra. La cantidad de agua necesaria paraesta función es adicional a la requerida para combinarsequímicamente con el cemento.
Define suDefine su fluidez fluidez (cono) (cono)
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Usos del agua en la fabricación del Hormigón
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Usos del agua en la fabricación del Hormigón
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Distribución del agua en la estructura interna
del hormigón
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Distribución del agua en la estructura interna
del hormigón
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Efecto del aguaadsorbida en el
hormigón y lahumedad relativa
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Efectos de la humedad de curado en la resistencia.
Mientras menores el periodo decurado húmedodel hormigón
menor es laresistencia final
Protección y CuradoProtección y Curado
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Calidad del Agua – NCh 1498
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Las propiedades del hormigón fresco Las propiedades del hormigón fresco
La Cantidad y Calidad del agua
condiciona el desarrollo de:
La durabilidad del hormigón endurecido La durabilidad del hormigón endurecido
Las propiedades en etapa de endurecimiento Las propiedades en etapa de endurecimiento
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Los requisitos de calidad o composici Los requisitos de calidad o composici ó ó nn
qu qu
í í mica que debe cumplir el agua de amasadomica que debe cumplir el agua de amasado
se establecen en la norma chilenase establecen en la norma chilena NCh1498 NCh1498 ..
En resumen, esta norma especificaEn resumen, esta norma especifica
requisitos a losrequisitos a los valores de pH, s valores de pH, s ó ó lidos enlidos ensuspensi suspensi ó ó n, s n, s ó ó lidos disueltos, materialidos disueltos, materia
org org á á nica, cloruros y sulfatos solubles nica, cloruros y sulfatos solubles
presentes en el agua de amasado; establecepresentes en el agua de amasado; estableceque el agua potable ser que el agua potable ser á á siempre apta para lasiempre apta para la
confecci confecci ó ó n de hormigones n de hormigones
Requisitos – Agua de Amasado
Norma NCh 1498.Of 82
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Requisitos – Agua de Amasado
Norma NCh 1498.Of 82
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Requisitos – Agua de Amasado
Norma NCh 1498.Of 82
Nunca debe usarse parala elaboración deconcreto en elementos
presforzados
Puede usarse en H°
simples (<H15) que no
tienen acero de refuerzo
AGUA DE MAR
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Requisitos – Agua de Amasado
Norma NCh 1498.Of 82
Una peque Una peque ñ ñ a cantidad de sacarosa.a cantidad de sacarosa.
Del ordenDel orden 0.03% al 0.15 % del peso del cemento 0.03% al 0.15 % del peso del cemento – –
produceproduce retardo de fraguado retardo de fraguado del cemento.del cemento.
Perdida de resistencia Perdida de resistencia en el hormig en el hormig ó ó n.n.Se debe analizar los tiempos de fraguado y elSe debe analizar los tiempos de fraguado y el
desarrollo de resistencia.desarrollo de resistencia.
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Requisitos – Agua de Amasado
Norma NCh 1498.Of 82
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Requisitos – Agua de Amasado Norma NCh 1498
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Impurezas en el Agua
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• Limpieza• Un agua sucia (hojas, tierra, basura, etc) puede
provocar serios problemas en la calidad delhormigón
Impurezas en el Agua - Recomendacion
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Aguas: utilización de aguas que confieran seguridad de
descontaminación:
• color natural (no verde)
• exenta de espuma• sin materias orgánicas (restos de pasto, hojas,
etc)
• sin olor
Impurezas en el Agua - Recomendaciones
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Material orgánico en la superficie
Impurezas en el Agua - Recomendaciones
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Impurezas en el Agua - Recomendaciones
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La investigaci La investigaci ó ó n y la experiencia han demostrado que el factor den y la experiencia han demostrado que el factor de
mayor importancia en la resistencia del hormig mayor importancia en la resistencia del hormig ó ó n es el cuocienten es el cuocienteentreentre la cantidad de agua de amasado y la de cemento la cantidad de agua de amasado y la de cemento (Ley de(Ley de
Abrams Abrams , 1919)., 1919).Este cuociente se denomina relaci Este cuociente se denomina relaci ó ó n Agua/Cemento (abreviadan Agua/Cemento (abreviada
A/C) y se expresa como fracci A/C) y se expresa como fracci ó ó n en peso de los materiales.n en peso de los materiales.
Para un tipo de cemento, a menor relaci Para un tipo de cemento, a menor relaci ó ó n A/C mayor resistencian A/C mayor resistencia
(ver Figura 1).(ver Figura 1).
Relación A/C – en el hormigón
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Tabla No. 2. Ejemplo pérdida de resistencia a compresión por adición de agua por sobre lade diseño.
Cementousado Por
carga
Aguaagregada porsaco (litros)
Conomedido(cm)
RelaciónA/C
Resistenciarelativa a 28 días
Pérdida deresistencia
20 7.0 0.47 100% -
21 8.0 0.49 94%
6%
22
10.0
0.52
85%
15%
1 saco (42.5
kg)
24 13.0 0.56 75%
25%
Agregar s Agregar s ó ó lo 1 litro de agua por saco disminuye la resistencia allo 1 litro de agua por saco disminuye la resistencia al
menos en un 6%.menos en un 6%.Esto significa que si queremos recuperar la resistencia inicialEsto significa que si queremos recuperar la resistencia inicial
(recuperar relaci (recuperar relaci ó ó n A/C de 0.47), tendremos que agregar 2.1 kgn A/C de 0.47), tendremos que agregar 2.1 kg
adicionales de cemento (un 5% m adicionales de cemento (un 5% m á á s).s).Esto por supuesto aumentar Esto por supuesto aumentar á á los costos de producci los costos de producci ó ó n. Cuandon. Cuando
se agregan 4 litros de agua, la recuperaci se agregan 4 litros de agua, la recuperaci ó ó n de resistencia sen de resistencia se
traduce en un 20% adicional de cemento.traduce en un 20% adicional de cemento.
Relación A/C – en el hormigón
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En el caso de duda acerca de la aptitud del agua paraEn el caso de duda acerca de la aptitud del agua para
fabricar hormigones yfabricar hormigones y no sea posible contar no sea posible contar concon
an an á á lisis completos de laboratorio.lisis completos de laboratorio.
El agua puede ser aceptada si al menosEl agua puede ser aceptada si al menos dos muestrasdos muestras
de hormig de hormig ó ó n n confeccionadas con dicha agua reportanconfeccionadas con dicha agua reportan
resistencias a compresi resistencias a compresi ó ó n a 7 y 28 d n a 7 y 28 d í í as superiores alas superiores al
90% 90% de la resistencia obtenida en muestrasde la resistencia obtenida en muestrasconfeccionadas con agua potable (muestras patr confeccionadas con agua potable (muestras patr ó ó n).n).
Las muestras deben serLas muestras deben ser fabricadas, curadas yfabricadas, curadas y
ensayadas en iguales condiciones ensayadas en iguales condiciones , y usando los, y usando losmismos materiales exceptuando el agua.mismos materiales exceptuando el agua.
Evaluación del agua – No existen analisiscompletos
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Almacenamiento del Agua
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Almacenamiento del Agua
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Almacenamiento del Agua
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Almacenamiento del Agua
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Material complementario al
capitulo.Capitulo N°3
Agua de mezclado para elconcreto.Libro de Diseño y Control de
Mezclas del Concreto
Instituto Mexicano del Cemento y elConcreto.
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Término Agua
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ADITIVOS ADITIVOS
Adi i H i ó M
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Aditivos - Hormigón y Morteros
Clasificación y RequisitosNCh 2182 .Of 95
• Clasifica y establece losrequisitos que deben cumplirlos aditivos que se utilizan enMorteros y Hormigones,facilitando la homogeneidad
de sus característica.
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Aditivos y Adiciones• Aditivosmateriales activos
que permitenmodificar
propiedades delhormigónmediante acción
física y/o química
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Modificar y mejorar el comportamiento yModificar y mejorar el comportamiento y
Propiedades del hormigón: Propiedades del hormigón:
Adaptar el hormigón a técnica y procedimientosAdaptar el hormigón a técnica y procedimientos
de puesta en obra de puesta en obra
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• Aditivos y Adiciones
productos, agregados en pequeña
cantidad, para modificar una ó varias delas propiedades del hormigón
Se presentan en forma de polvo, líquidoso pastas y sus dosis varían,generalmente, entre 0,1% a 5% (incluso15% en el caso de adiciones) del peso delcemento.
Aditivos y Adiciones
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Disminuir los costos del hormigón: Disminuir los costos del hormigón:
Aditivos y Adiciones
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Tipos de Aditivos:
Desarrollo Histórico de los Aditivos:
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Desarrollo Histórico de los Aditivos:
Desarrollo Histórico de los Aditivos:
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Desarrollo Histórico de los Aditivos:
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Aditivos y Adiciones
Principales Aditivos
Plastificante-RetardanteSuperplastificanteImpermeabilizante
Incorporador de aireAcelerante
Aditivos - Clasificación NCh 2182 .Of
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Aditivos Clasificación NCh 2182 .Of95 Tipo ATipo A: Aditivos Plastificantes.: Aditivos Plastificantes.
Tipo B Tipo B : Aditivos Retardadores.: Aditivos Retardadores.
Tipo C Tipo C : Aditivos: Aditivos Acelerantes Acelerantes ..
Tipo D Tipo D : Aditivos Plastificantes y Retardadores.: Aditivos Plastificantes y Retardadores.
Tipo E Tipo E : Aditivos Plastificantes y: Aditivos Plastificantes y Acelerantes Acelerantes ..
Tipo F Tipo F : Aditivos Superplastificantes.: Aditivos Superplastificantes.
Tipo G Tipo G : Aditivos Superplastificantes y Retardadores.: Aditivos Superplastificantes y Retardadores.
Tipo H Tipo H : Aditivos: Aditivos Incorporadores Incorporadores de Aire.de Aire.
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Aditivos -Requisitosfísico con
respecto alhormigónpatrón
NCh 2182.Of 95
Aditi Adi i
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Aditivos y Adiciones
Plastificante-Retardante Grano
deCemento
Mecanismo:
Moléculade aditivo
Moléculas de aditivo.....impermeabilizaciónimpermeabilización de los granos (Química)
Ionización de los filamentos del
aditivo...defloculación separaciónde los granos de cemento(Físico-Química)
Microburbujas.....lubricación
-lubricación por la generaciónmicroburbujas para poner enMov. el H°fresco (Física)
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Efecto racimo partículas cemento
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Acción dispersante aditivos
Plastificante
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Plastificante
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Caso de uso de Plastificante:
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R d
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Retardante:
Aditivos y Adiciones
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Asentamiento de Cono (%) - Edad (horas)
010203040
5060708090
100
0 1 2 3 4 5 6
Edad (horas)
A s e n t a m i e
n t o d e C o n o ( %
)
0,28 (%)0,40 (%)0,51 (%)
Pesp=300 kg/m3
(Cono inicial=6cm)
Adiplast 21(% peso CTO)
Aditivos y Adiciones
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8,5
5,5
0
2
46
8
10
Tiempo
Inicial deFraguado
(horas)
Efecto Retardante del ADIPLAST-21
0,00 %
0,45 %
Aditivos y Adiciones
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510
942
0200
400
600
800
1000
R e s i s t e n c
i a C ú b i c a
2 0 x 2 0 ( k g f / c m 2 )
Resistencia Hormigón H40 a 28 días Sin Retardo vs Con Retardo
Nota: el retardo duró 4 días,aproximadamente
Sin Retardo Con Retardo
Aditivos y Adiciones
Aditivos y Adiciones
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Aditivos y Adiciones
Superplastificante
Mecanismo:-ionización...defloculación (Físico-Química)
-lubricación por la generación
microburbujas (Física)
-impermeabilización de los granos(Química)
Superplastificante:
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Superplastificante:
Superplastificante:
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Superplastificante:
Superplastificante:
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Aditivos y Adiciones
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Aditivos y AdicionesSuperplastificante como Recuperador de Cono
0
2
4
6
8
0 15 30 45 60 75 90 105Tiempo (minutos)
C o
n o ( c m )
Asentamiento de Cono con Adiplast 100
10 Sin Con
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6,37,6
0,96 1,8
0123
456789
10
Cono
s
Sin Con
Resistencia a Compresión con Adiplast 100
417432
35 41
320
390
460
0
40
80
fms
Sin Con
Aditivos y Adiciones
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Mecanismo:
Aditivos y Adiciones
Impermeabilizante
PASTAPASTA
Obturación de poros ymicrofisuras
partículas extra-finasque aumentan lacompacidad
llenado de las discontinuidades concapa superficial impermeable o gelque aumenta de volumen enpresencia de agua
Impermeabilizantes:
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Impermeabilizantes:
Aditivos y Adiciones
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26,3
43,6
10
20
3040
50
60
D i s p e r s i ó n
N o r m a l
( k g f / c m
2 )
Aditivo Impermeabilizante H30 (5)40/8
Sin aditivo Con aditivo
y
Aditivos y Adiciones
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300
350
400
450
500
550
Patrón Impermeabilizante Plastificante
R e s i s t e
n c i a ( k g f / c m 2 )
0
20
40
60
80
100
P e r m e a b i l i d a d ( c m )
R28Permeabilidad
y
Aditivos y Adiciones
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y
Incorporador de aire
Mecanismo:cemento cemento generación de
microburbujascon dichosfilamentos queimpiden que seunan entre sí lasburbujas
aire aire
agua agua
filamentos denaturalezahidrófugaadheridos alcemento
Incorporador de aire:
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co po ado de a e
Incorporador de aire:
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p
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Aditivos y Adiciones
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0
500
1000
15002000
2500
3000
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Contenido de Aire (%)
C i c l o s
H i e l o - D e s h
i e l o p a r a
r e d u c i r
e n 5 0 % e
l M
ó d u l o d e
E l a s t i c i d a d
0
20
40
6080
100
120
Resistencia a
Ciclos Hielo-DeshieloEfectos en laResistencia
Mecánica
Aire incluido
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• Aire Incluido (1 a 2%)
entrega plasticidad en fresco
amortigua cambiosdimensionales
deja huecos que disminuyen laresistencia
Caso Aire Incluido:
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Aditivos y Adiciones
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Acelerante
Su mecanismo se basa en
aspectos químicos quepermiten adelantar el Inicio de
Fraguado , acelerando elendurecimiento y lograndoresistencias más altas a
temprana edad .
Acelerante:
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Acelerante:
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Aditivos Combinados:
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Aditivos para lograr baja densidad:
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Anticongelantes – Retardadores Superficiales:
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Aditivos y Adiciones
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• Adicionesgeneralmente son materiales sólidos
(pigmentos, microsílice, fibras, etc.)
Aditivos y Adiciones
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Pigmentos Generalmente son óxidos metálicos, siendo el de hierro
el más común (rojo, pardo, amarillo, negro).
Normalmente se requieren pruebas y sus dosis soninferiores al 8% del cemento.
Aditivos y AdicionesPigmentos
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Aditivos y AdicionesFibras
G l d li il ó l fi i d
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Generalmente son de polipropileno ó metal, confiriendomayor resistencia mecánica (tracción). Sin embargo,disminuye la trabajabilidad.
Aditivos y AdicionesFibras
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Aditivos y AdicionesP li ti did
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Poliestireno expandido En forma de esferas o pequeños trozos amorfos que
permiten disminuir la densidad de la masa,aumentando así la aislación térmica y acústica, perodisminuyendo la resistencia mecánica.
Aditivos y Adiciones
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Microsílice
Polvo muy fino, 100 veces más pequeño (20 veces másfino) que el cemento y con alto contenido de sílice(>90%) lo que lo hace altamente reactivo. Aumenta lademanda de agua (obliga a usar superplastificantes) ysus dosis son <15% peso del cemento
Cuidado al permutar Microsílice en Polvo versus enPasta....caso en El Teniente para H70
Microsilica:
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Microsilica:
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Microsilica:
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MicrosílicaQ é ?
Microsílica
Q é ?
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Efectos en el hormigón
MAYOR COHESIÓN Y ESTABILIDADMENOR EXUDACIÓN Y SEGREGACIÓN
AUMENTA LAS RESISTENCIAS MECÁNICAS
INCREMENTA RESISTIVIDAD DEL HORMIGÓN
GENERALMENTE SE USAN EN COMBINACIÓN CON
PLASTIFICANTES Y SUPERPLASTIFICANTES
ADICIÓN EN BASE A POLVOS MUY FINOS DE
SILÍCIO ALTAMENTE REACTIVOS
¿Qué es?¿Qué es?
Microsilica:
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MicrosílicaCó A t ?
Microsílica
Có A t ?
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Resistencia a la compresión
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 3 7 28 60Tiempo, días
k g / c m
2 e n m i l e s
15%
10
5%
0
MEZCLA
Cemento 390 kg/m3
Agua 158 kg/m3
Contenido de Aire 3%
¿Cómo Actuan?¿Cómo Actuan?
MicrosílicaCó A t ?
Microsílica
Có A t ?
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Prueba de perm ea bi lidad de cloruros
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
1 2 3 4 5 6 7
MB-SF,%
C o u
l o m b s
Permeabilidad de c loruros
COULOMBS Rango
> 4.000 A lto
2.000-4.000 Moderado
1.000-2.000 Bajo
100-1.000 Muy Bajo
< 100 No significativo
Para evitarla
corrosión
¿Cómo Actuan?¿Cómo Actuan?
Tipo de aplicación – aditivo recomendado
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Tipo de aplicación – aditivo recomendado
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Operación Planta
Aditivos y adiciones:
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Aditivos y adiciones: el uso del aditivo especificado es fundamental en casos de dudas debe consultarse las cantidades deben ser exahustivamente revisadas
debe recordarse que las cantidades utilizadas sonpequeñas.....por lo tanto, pequeñas variaciones en las
cantidades derivan en sensibles efectos es importante asegurar homogeneidad (en losaditivos líquidos a granel es bueno recircular conbomba o inyectar aire al estanque de
almacenamiento)
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Operación Planta
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10 Reglas de oro para los aditivos:
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Término Aditivo