ADITIVOS Aditivos para el concreto
31 DE AGOSTO DE 2017
CIVIL V Grupo 1
INTRODUCCION
El presente trabajo tiene la información de las variedades de aditivo que existen en él. Daremos a conocer la definición de los aditivos, las empresas que fabrican, las propiedades de los aditivos, sus características y sus comparaciones en el mercado peruano. Además el éxito al usar los aditivos depende mucho de la forma de uso y de la acertada elección del producto apropiado. En las zonas de la Sierra del Perú es necesario el empleo de aditivos incorporadores de aire y acelerantes de fraguado para conjurar estos efectos. En los más de cinco mil Kilómetros de Costa con ciudades y pueblos aledaños donde se emplea concreto armado en la construcción, es imperativo el uso de reductores de agua que hagan el concreto más impermeable y durable contra la corrosión de las armaduras. En la Selva lejana aún desconocida en muchos aspectos, el empleo de agregados marginales es un reto para el desarrollo de soluciones técnicas regionales, donde la gran cantidad de resina vegetales disponibles, ofrece un campo ideal para el desarrollo de aditivos que pudieran colaborar en resolver dichos problemas. Gran parte del trabajo de investigación en aditivos tiene que ver con los aspectos químicos del cemento y sus reacciones con estos productos, y la aplicación final en el concreto involucra muchos fenómenos físicos, siendo la fase práctica de injerencia de los ingenieros civiles, luego, lo obvio es que no se puede pensar en desarrollo en investigación en este campo si no hay trabajo interdisciplinario.
OBJETIVOS
Ampliar el conocimiento general acerca de los materiales aditivos para el concreto, sobre sus características y cualidades que ofrecen cada uno de ellos. asimismo sobre las ventajas y desventajas en su utilización. Reconocer que los diferentes tipos de aditivos son empleados específicamente en cada zona y lugares de climas cálidos o frígidos de nuestro territorio, para obtener buenos resultados con su utilización de los aditivos. Conocer los diferentes tipos de aditivos para su utilización teniendo como objetivo la realización de obras y trabajos en la ingeniería civil, con la finalidad de obtener la satisfacción y el bienestar de la empresa solicitante y/o propietario. Tener conocimiento sobre las normatividades de los aditivos como las especificaciones técnicas y bases registradas por INDECOPI. Ver el método de utilización que lo describen los propios fabricantes y empresas productoras. Conocer específicamente en lo económico que resultaría ser una ventaja o desventaja que podría resultar su utilización de los aditivos en la construcción. Incrementar el conocimiento acerca de las empresas que lo venden y el tipo de aditivo que se comercializa en nuestra Ciudad. Asimismo sobre la utilización de los aditivos realizaremos un estudio sobre el impacto ambiental con la finalidad de favorecer al cuidado del medio ambiente.
ADITIVOS 1.1. ANTECEDENTES: Los antecedentes más remotos de los aditivos químicos se encuentran en los concretos romanos, a los cuales se incorporaba sangre y clara de huevo. Tiempo después que Joseph Aspdin patentó en Inglaterra el 21 de octubre de 1824, un producto que llamó «Cemento Portland». La fabricación del cemento portland alrededor de 1850 y el desarrollo del concreto armado, llevó a regular el fraguado con el cloruro de calcio, patentado en 1885. Al inicio del siglo se efectuaron sin éxito comercial estudios sobre diferentes aditivos. La primera adición de cloruro de calcio como aditivo a los hormigones fue registrada en1873, obteniéndose su patente en 1885. Al mismo tiempo que los aceleradores, los primeros aditivos utilizados fueron hidrófugos. Igualmente, a principios de siglo se ensayó la incorporación de silicato de sodio y de diversos jabones para mejorar la impermeabilidad. En ese entonces, se comenzaron a añadir polvos finos para colorear el hormigón. Los fluatos o fluosilicatos se
emplearon a partir de 1905 como endurecedores de superficie. La acción retardadora del azúcar también había sido ya observada. En la década de los 60 se inició el uso masivo de los aditivos plastificantes, productos que hoy en día son los más utilizados en todo el mundo, debido a su capacidad para reducir el agua de amasado y por lo tanto para obtener hormigones más resistentes, económicos y durables. Obras como la central hidroeléctrica Rapel y el aeropuerto Pudahuel son ejemplos de esa época. En la década del 70 se introdujeron en Chile los primeros aditivos superplastificantes, revolucionando la tecnología del hormigón en esa época, por cuanto se logró realizar hormigones fluidos y de alta resistencia para elementos prefabricados y para la construcción de elementos esbeltos y de fina apariencia. Paralelamente, para la construcción de túneles, especialmente para las grandes centrales hidroeléctricas y la minería, se utilizó la técnica del hormigón proyectado que, a su vez, requiere de aditivos acelerantes de muy rápido fraguado para obtener una construcción eficiente y segura. El primer conjunto de procedimientos y especificaciones data de 1950 y se relacionó al primer tipo de aditivo, incorporadores del aire. Ya en esta normativa se observa la necesidad de crear un grupo de procedimientos que consideran pruebas estándares, materiales controlados, equipos específicos y parámetros comparativos con una mezcla patrón sin el aditivo, para clasificar un producto como aditivo incorporador de aire. En Europa los primeros conjuntos de normas datan de 1958 en España y 1963 en Inglaterra. En 1962, ASTM extendió la normativa de clasificación a otros tipos de aditivos.
1. DEFINICION: Los aditivos son aquellos productos que introducidos en el hormigón permiten modificar sus propiedades en una forma susceptible de ser prevista y controlada. Según la norma técnica peruana NTP 334, los define como: Producto incorporado en el momento del amasado del concreto. Son productos capaces de disolverse en agua, que se adicionan durante el mezclado en porcentajes no mayores de [5% de la masa de cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento del concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo. Esta definición excluye, por ejemplo, a las fibras metálicas, las puzolanas y otros. En la actualidad los aditivos permiten la producción de concretos con características diferentes a los tradicionales, han dado un creciente
impulso a la construcción y se consideran como un nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento, el agua y los agregados.
2. USO DEL ADITIVO EN EL CONCRETO: Aun cuando los aditivos son un componente eventual del hormigón, existen ciertas condiciones o tipos de obras que los hacen indispensables. De esta manera su uso estará condicionado por: a) Que se obtenga el resultado deseado sin tener que variar sustancialmente la dosificación básica. b) Que el producto no tenga efectos negativos en otras propiedades del hormigón. c) Que un análisis de costo justifique su empleo. Los aditivos cumplen ciertas propiedades según el estado del concreto: En estado fresco: • Incrementar la trabajabilidad sin aumento de agua o reducir el contenido de agua con similar trabajabilidad. • Retardar o acelerar el fraguado. • Modificar el asentamiento. • Disminuir la exudación • Reducir la segregación • Mejorar la actitud al bombeo En el concreto endurecido: • Acelerar la ganancia de resistencia temprana. • 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. • Controlar la reacción alcali-agregado 3.
CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES Su influencia se determina de acuerdo al agua y a la cantidad del agua que es necesario añadir a la mezcla para obtener la docilidad y compactación necesaria. Nos sirven para: Una mejor trabajabilidad Para regular el proceso de fraguado del concreto
Facilitar el proceso de colocación del concreto. Obtener economía en los costos de producción del concreto.
Son útiles para: Concretos secos Concretos bombeados Concretos vistos Concretos fuertemente armados No se deben utilizar en: Concretos blandos Concretos fluidos
CONCRETO BOMBEADO Los aditivos plastificantes son los más utilizados en nuestro medio, y permiten que la trabajabilidad del concreto fresco mejore considerablemente, por lo que se los suele utilizar en concretos que van a ser bombeados y en concretos que van a ser empleados en zonas de alta concentración de armadura de hierro.
TIPOS DE ADITIVOS: CONCEPTO:
Los aditivos del concreto son productos capaces de disolverse en agua, que se adicionan durante el mezclado en porcentajes no mayores de [5% de la masa de cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento de] concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo
Reductores de agua (tipo A) Retardadores de fraguado (tipo B) Aceleradores de fraguado y resistencia temprana (tipo C) Reductores de agua y retardadores (tipo D) Reductores de agua y aceleradores (tipo E)
TIPO (A): REDUCTORES DE AGUA Funciona por efecto de la dispersión de las partículas de cemento, se traduce en mayores resistencias con la misma cantidad de cemento o importantes ahorros de cemento para las mismas resistencias. • Características y beneficios En estado plástico: •Reduce el contenido de agua de mezcla por lo menos en 5 %. • Mejora la trabajabilidad. • Mejora la cohesión.
• Reduce la tendencia a la segregación y al sangrado. En estado endurecido: • Aumenta la resistencia a la compresión axial y a la flexión. • Mejora la adherencia al acero de refuerzo. • Reduce la tendencia al agrietamiento.
Solo cinco materiales químicos forman la base de todos los aditivos reductores de agua, es decir:
Lignosulfonato Hidroxicarboxilicos Polímeros hidroxilados Formaldehido naftaleno – sulfonato
TIPO (B): LOS ADITIVOS RETARDADORES (RETARDANTES) Se usan para retrasar la tasa de fraguado del concreto. Son muy útiles para extender el tiempo de fraguado del concreto, pero también se usan para disminuir la pérdida de revenimiento y extender la trabajabilidad, especialmente antes de la colocación del concreto en ambientes con altas temperaturas. Pero hay otras maneras de hacerlo. Uno de los métodos más prácticos es la reducción de la temperatura del concreto a través del enfriamiento del agua de la mezcla y/o de los agregados. Esto porque las temperaturas elevadas del concreto fresco (30°C [86°F]) normalmente son la causa del aumento de la tasa de endurecimiento, que torna la colocación y el acabado del concreto más difíciles. Los retardadores no disminuyen la temperatura inicial del concreto, en cambio aumentan la tasa de sangrado (exudación) y la capacidad de sangrado del concreto. Los aditivos retardadores Los tipos más comunes de retardadores son: • Lignosulfonato.- Se componen de sales de ácidos lignosulfónicos de sodio y calcio. Son polímeros derivados de la pulpa de la madera. Usualmente son compuestos no refinados y contienen varias cantidades de compuestos sacaroides con un peso molecular promedio de 20.000 a 30.000. Los retardadores de lignosulfonatos son efectivos con todos los cementos y se dosifican en un rango de 0,1 – 1,5 por peso de cemento. Son efectivos hasta 250 ºF (122 ºC) de temperatura de circulación en el fondo del pozo y hasta 600 ºF (315 ºC) cuando se mezcla son borato de sodio. • Acido Hidroxilcarboxilicos.- Los ácidos hidroxilcarboxilicos contienen grupos
hidroxilicos (OH) y carboxilicos (CHn) en su estructura molecular. Son retardadores poderosos y se aplican a un rango de temperatura de 200 ºF (93ºC) – 300 ºF (143 ºC). Otro ácido hidroxilcarboxilico con un fuerte efecto retardante, es el ácido cítrico. Este también es efectivo como dispersante de cemento a normalmente se usa en concentraciones de 0,1 – 0,3 % por peso de cemento. • Organofosfonatos.- Se aplican a temperaturas de circulación tan altas como 400 ºF (204 ºC). Presentan insensibilidad a variaciones sutiles de la composición del cemento y tienden a bajar la viscosidad de lechadas densificadas. • • • •
ACTIVA RETARDANDO LA VELOCIDAD DE REACCIÓN DEL CEMENTO. ADITIVO LÍQUIDO CON ALTO EFECTO RETARDADOR Y FLUIDIFICANTE. TOTALMENTE EXENTO DE CLORUROS. PRO DUCE UN ENDURECIMIENTO ACELERADO DESPUÉS DE SU FRAGUADO. • DESARROLLA UNA MUY ALTA RESISTENCIA FINAL. APLICACIONES: • Ideal para hormigones estructurales y en masa. • Óptimo para enlucidos en mortero y colocación de caravista. (Especialmente para arenas cementos y cementos blancos) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Aspecto liquido Color marrón Ph 8,5+/-0,5 Densidad 1,20 +/-0.020 g/cc Solubilidad en agua total Cloruros exento
DOSIFICACIÓN Y MODO DE EMPLEO • Adicionar RETARDER directamente a la hormigonera o mezclado previamente al agua del amasado. • La dosis de RETARDER oscilará entre el 0,1 % y el 1% del peso del cemento, según las características de fraguado deseadas. Ejemplo orientativo (dependiendo del tipo de cemento, temperaturas, etc.): Dosificación: 0,2 % Principio fraguado 12 horas Final fraguado 16 horas Dosificación: 1 % Principio fraguado
32 horas Final fraguado 36 horas Dosis típicas par los retardantes están de 150ml y 500ml por cada 100kg de cementado
TIPO (C): LOS ADITIVOS ACELERANTES Permiten que el endurecimiento y fraguado de los hormigones se produzca más rápidamente en la fase inicial. Usualmente se los emplea cuando se desea desencofrar en menor tiempo las formaletas. Un efecto similar puede obtenerse utilizando cementos de fraguado rápido o mediante un proceso de curado con vapor de agua circulante. Los aceleradores de fragüe más comunes son: • Cloruro de Calcio (CaCl2).- Esta sal se dosifica de 2,0 a 4,0% por peso de cemento, dependiendo del tiempo de bombeabilidad que se desea obtener. Es el producto que exhibe mayor control en el tiempo de bombeabilidad. Los resultados no son predecibles si la concentración excede el 6 %. • Cloruro de Sodio (NaCl).- Actúa como acelerador en concentraciones de 2,0 – 2,5 % por peso de cemento. Más comúnmente en concentraciones de hasta 10% por peso de agua de mezcla, en concentraciones entre 10 – 18% es esencialmente neutral y el tiempo de fraguado es similar al obtenido con agua dulce. A concentraciones mayores al 18% causa retardación de fragüe. • Agua Salada.- Es ampliamente usado para preparar lechadas de cemento en locaciones costa afuera (offshore). El agua de mar contiene arriba de 25 g/l de NaCl, lo que resulta en un acelerador. • Sulfato de Calcio (CaSO4).- Es un material que por sí mismo posee características cementantes y tienen fuerte influencia en expandir el cemento fraguado; como acelerador se dosifica basándose en el tiempo que se desea y la temperatura a la cual se va a trabajar. Su concentración varía del 50 – 100% por peso del cemento. Se debe hacer notar que altas concentraciones de este aditivo actúan como retardadores de fragüe. • • • •
Actúa acelerando la velocidad de reacción del cemento. Acelera el fraguado inicial. Acelera el desarrollo de las resistencias iniciales. Hace más fiable el hormigonado a bajas temperaturas. Totalmente exento de cloruros.
APLICACIONES: Para morteros y hormigones, a modo de aditivo, aunque estos sean armados.
Recomendable en prefabricados y similares, cuando se desee conseguir una resistencia inicial más rápidamente, aumentando así la producción. Recomendable también en trabajos en presencia de agua. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Aspecto liquido incoloro Ph 12,00+/-0,50 Densidad (kg/lt) 1,163+/-0,010 Solubilidad en agua total Cloruros exento DOSIFICACIÓN Y MODO DE EMPLEO Adicionar FRAGUA PLUS directamente a la hormigonera o mezclado previamente con el agua del amasado. La dosis de FRAGUA PLUS oscilará entre el 2% y el 4% sin cloruros por cada 500 ml a 2000ml por cada 100kg de cementante. Se recomienda realizar ensayos previos, según las necesidades. PRECAUCIONES: R36/38 Irrita los ojos y la piel S2 Mantener alejado del alcance de los niños S24/25 Evítese el contacto con los ojos y la piel. S 37 Usar guantes adecuados.
TIPO (D): REDUCTOR DE AGUA Y RETARDANTE. •Acción fisicoquímica con el cemento, favoreciendo la hidratación de las partículas de éste, reduciendo el agua de la mezcla y plastificando la masa del concreto. •El uso del aditivo reductor de agua y retardante, provee al concreto de una plasticida d y fluidez adecuada mejorando las características del concreto tanto en estado plásti co como endurecido.
Principales aplicaciones • Concreto colocado en climas cálidos. • Concreto que se transporta a distancias largas. • Concreto que requiere alta trabajabilidad: bombeo y colados en estructuras estrechas. • El aditivo se puede utilizar como reductor de agua y retardante y como fluidificante. Características y aplicaciones • Reduce la cantidad de agua de mezcla por lo menos en 5 %. • Retarda el tiempo de fraguado inicial por lo menos una hora • Aumenta la resistencia a la compresión axial por lo menos en 110% a 28 días. • Facilita el bombeo del concreto. • Aumenta la durabilidad.
TIPO (E): REDUCTOR DE AGUA Y ACELERANTE •Resulta de la combinación de compuestos acelerantes y reductores de agua. Mejora l as propiedades plásticas y de endurecimiento del concreto tales como la trabajabilida d, resistencia a la compresión y a la flexión. Principales aplicaciones • Colocación de concreto en clima frío. • Concreto estructural. • Bloques de concreto. • Fabricación de tubos de concreto y muchos elementos prefabricados. Características y beneficios • Reduce el tiempo de fraguado inicial •Desarrolla alta resistencia a edad temprana, por lo que permite un tiempo más corto para descimbrar. • Aumenta la densidad del concreto. • Minimiza la tendencia al sangrado y a la segregación.
4. Razones de empleo de un aditivo
Las razones principales para el uso de aditivos son:
Reducción del costo de la construcción de concreto Obtención de ciertas propiedades en el concreto de manera más efectiva que por otros medios.
Asegurar la calidad del concreto durante las etapas de mezclado, transporte, c
olocación y curado. Superación de ciertas emergencias durante las operaciones de mezclado, tran sporte, colocación y curado
Entre algunas de las razones de empleo de aditivos para modificar las propiedades del concreto no endurecido, se puede mencionar: - Reducir el contenido de agua de la mezcla. - Incrementar la trabajabilidad sin modificar el contenido de agua; o disminución del contenido de agua sin modificación de la trabajabilidad. - Retardar o acelerar el tiempo de fraguado inicial. - Reducir o provenir la segregación o crear ligera expansión. - Modificar la magnitud y/o velocidad o capacidad de exudación. - Reducir, incrementar o controlar el asentamiento. - Reducir o prevenir la segregación o desarrollo de una ligera expansión. - Mejorar la capacidad de colocación y/o bombeo de las mezclas.
Entre las principales razones del empleo de los aditivos para modificar las propiedades de los concretos, morteros o lechada endurecidos se puede mencionar: - Se reduzca o retarde la evolución del desarrollo del calor de hidratación durante el endurecimiento inicial. - Se acelere la magnitud del desarrollo de resistencia a tempranas edades. - Se incremente la resistencia en compresión, flexión y corte. - Se incremente la durabilidad o resistencia frente a condiciones severas de exposición. - Se disminuya la permeabilidad del concreto. - Se logre un control de la expansión causada por la reacción álcali-agregado. - Se incremente la adherencia acero-concreto; así como la adherencia concreto antiguoconcreto fresco. - Se mejore la resistencia del concreto al impacto y a la abrasión. - Se inhiba la corrosión del metal embebido. - Se produzca morteros o concretos coloreados. - Se producen concretos celulares.
5. MUESTREO Las muestras para ensayos de aceptación e inspección de un aditivo deberán obtenerse mediante los procedimientos prescritos para los respectivos tipos de material en las especificaciones aplicables. Tales muestras deberán ser obtenidas al azar en la planta de producción, de paquetes o recipientes que no hayan sido abiertos, o de embarques de material fresco.
6. ENSAYOS Los aditivos son ensayados por una o más de las cuatro razones siguientes: a. Para determinar su cumplimiento de las especificaciones. b. Para evaluar el efecto de un aditivo sobre las propiedades de un concreto a ser preparado con los materiales de obra y procedimientos deconstrucción bajo las condiciones de ambiente anticipadas. c. Para determinar la uniformidad del producto. d. Para confirmar que un lote tiene las mismas características que los anteriores. Deberá requerirse del fabricante y/o vendedor, la certificación que garantice que los lotes individuales cumplen con los requerimientos de los estándares o especificaciones aplicables y que el procedimiento de control de calidad cumple con la uniformidad y otras precauciones indicadas en la Norma ASTM correspondiente y en base a las cuales el productor ha preparado las especificaciones.
7.
COSTOS
La evaluación económica de un aditivo deberá basarse sobre los resultados deseados y/u obtenidos con el concreto en cuestión bajo condiciones que simulen. En la evaluación de un aditivo, su efecto sobre el volumen de una tanda determinada deberá ser tomado en cuenta. Si el empleo de un aditivo incrementa el volumen de la tanda, el aditivo deberá ser considerado como efectivo en su desplazamiento ya sea como parte de la mezcla original o de uno u otro de los ingredientes básicos. Tales cambios en la composición de un volumen unitario de concreto deberán ser tomados en cuenta cuando se ensaya el efecto directo de un aditivo en la estimación de los beneficios resultantes de su uso, y en la modificación del costo de la unidad cúbica de concreto. 8. DISEÑO DE MEZCLAS Debe de llevarse a cabo un programa de pruebas de laboratorio para optimizar las dosificaciones de los aditivos con los cementos/cementos combinados y agregados que serán usados en el sitio. Este programa debe estar basado en un buen diseño de la mezcla de concreto y métodos de laboratorio correctos. Es esencial verificar las mezclas propuestas bajo condiciones del sitio. La mezcla de control (es decir, una sin aditivos), debe prepararse antes que cualquier otra para prevenir la contaminación con el aditivo bajo prueba. Los cambios en los materiales y las condiciones ambientales (por ejemplo, la temperatura) también pueden cambiar la eficacia de los aditivos; son esenciales los ensayes si se anticipan tales cambios. Si se desea más de un efecto, entonces pueden requerirse más de un aditivo. La compatibilidad de los aditivos, en particular si provienen de diferentes proveedores, necesita ser probada usando los materiales del sitio.
9. ALMACENAMIENTO Y MANEJO
La mayoría de los aditivos son soluciones acuosas de químicos activos biodegradables. Estos dos factores definen las reglas generales para el almacenamiento.
Los aditivos deben protegerse contra la congelación, pues la mayoría tienen puntos de congelación a, o por debajo de 0°C. Cuando un aditivo se congela, los químicos se cristalizan fuera de la solución y no regresan con rapidez a la solución al descongelarse.
También, es necesario proteger los aditivos contra el calor, pues su degradación se acelera a temperaturas elevadas.
Los aditivos deben almacenarse fuera de los rayos directos del sol y lejos de otras fuentes de calor. Muchas compañías de aditivos proporcionan empaques de colores ligeros y reflectantes para que los aditivos puedan reducir la absorción de calor.
Por lo general, los aditivos contienen preservativos para reducir la biodegradación y extender la vida de anaquel. A pesar de esto, la actividad y efectividad de un aditivo gradualmente disminuirán con el tiempo. Por tanto, deben usarse en base al principio de que “el que llega primero sale primero”.
Los aditivos normalmente son almacenados en el sitio en tambores de 200 lts. o en tanques de almacenamiento en grandes cantidades. Con frecuencia los proveedores de aditivos proporcionan, dan servicio y mantenimiento a los tanques de almacenamiento para líquidos en volumen. Los tambores deben ser manejados con cuidado.
10. PRECAUCIONES EN EL EMPLEO DE ADITIVOS El empleo de aditivos está sujeto a lo indicado en las especificaciones del proyecto o a la aprobación previa de la supervisión. Su empleo no autoriza a disminuir el contenido de material cementante de la mezcla. Los aditivos empleados deberán cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.086 o de las Normas ASTM ya indicadas. Los aditivos empleados en obra deben ser del mismo tipo, marca, composición, concentración y comportamiento que los utilizados para la selección de las proporciones de la mezcla. El tipo y marca de aditivo elegido se mantendrá durante todo el proyecto. Corresponde al contratista demostrar a la supervisión que los aditivos seleccionados permiten obtener las propiedades requeridas, siendo ellos capaces de mantener la calidad, composición y comportamiento del concreto en toda la obra.
Los aditivos empleados deberán cumplir con los requisitos de las especificaciones de obra y de la Norma correspondiente, debiéndose cumplir las recomendaciones del fabricante. Los aditivos deberán emplearse únicamente después de evaluar sus efectos, bajo condiciones similares a las de obra, en mezclas preparadas con los materiales a ser utilizados. Esta evaluación es especialmente importante si se especifica tipos especiales de cemento, se emplea más de un aditivo, o los procesos de puesta en obra son efectuados en zonas de altas o bajas temperaturas ambiente. Los aditivos empleados en forma de solución no estable o suspensión deberán ser incorporados a la mezcla empleando equipo dispersante a fin de garantizar una adecuada distribución. La supervisión aprobará el procedimiento de incorporación seleccionado. Siempre que se empleen aditivos, el Proyectista y el Contratista deberán recordar que: a. En determinados casos puede ser más conveniente variar el tipo o marca de cemento, la cantidad del mismo, la granulometría del agregado, o las proporciones de la mezcla. b. Algunos aditivos tienen efecto sobre más de una propiedad del concreto, pudiendo actuar adversamente sobre una deseada. c. El efecto de un aditivo puede ser modificado por los contenidos de cemento y agua de la mezcla; el tipo y la granulometría del agregado; y la forma y tiempo de mezclado. Los aditivos que modifican las propiedades del concreto fresco pueden originar problemas si producen rigidización demasiado rápido o prolongación excesiva del tiempo de fraguado. Siempre debe verificarse estos aspectos mediante ensayos previos. En el empleo de aditivos siempre debe considerarse el límite máximo de ion cloruro permitido por unidad cúbica de concreto, expresado como porcentaje de ion cloruro en peso del cemento, el cual no excederá los valores indicados en la Norma Técnica E 0.60, o en la Recomendación ACI 318. Los cloruros de calcio o sodio, o los aditivos que contengan cloruros que no sean impurezas de los componentes del aditivo, no deberán emplearse en: a. Concreto preesforzado o postensado. b. Concreto con elementos embebidos de aluminio o fierro galvanizado. c. Concreto colocado en encofrados de metal galvanizado. d. Concretos masivos; y e. Concretos colocados en zonas de climas cálidos. La evaluación del costo de concreto debido al empleo de un aditivo dado, debe basarse en los resultados obtenidos en mezclas de características determinadas preparadas bajo condiciones similares a aquellas que se espera en obra. Ello es especialmente
importante cuando las propiedades del concreto y los resultados obtenidos están directamente influenciados por las características del cemento y agregados, sus proporciones d mezcla, así como por la temperatura y humedad ambiente, así como por el tipo y condiciones de curado.
10.1. SELECCIÓN DEL PORCENTAJE DE ADITIVO En la selección de la cantidad de aditivo que debe ser empleada por unidad cúbica de concreto, se deberá tener en consideración: a. Las recomendaciones del fabricante. b. Las propiedades que se desea obtener. c. Las características de los materiales de la mezcla. d. El procedimiento de puesta en obra del concreto así como las condiciones ambientales. e. Los resultados de los ensayos en laboratorio y obra.
SEGURIDAD
Aunque la mayoría de los aditivos no son peligrosos para la salud, ciertos aditivos son cáusticos por naturaleza y algunos pueden ser flamables. Los siguientes procedimientos de seguridad se aplican a todos los aditivos. Evite el contacto con los ojos, la boca y la piel, pues todos los químicos deben considerarse como tóxicos y corrosivos. La contaminación debe ser lavada de inmediato con mucha agua limpia y removerse toda la ropa contaminada, lavándola. Busque el consejo médico en casos de seria contaminación en los ojos, ingestión o inhalación excesiva de los humos. El derrame de los aditivos causará que áreas del piso se vuelvan resbalosas e inseguras. Los desparrames deben lavados de inmediato con agua por medio de una manguera para evitar accidentes.
10.2.-PREPARACIÓN El uso exitoso de los aditivos depende del empleo de métodos adecuados en la preparación y dosificación de los mismos. Negligencia en estos aspectos puede significar modificaciones importantes en las propiedades, rendimiento y uniformidad del concreto. Algunos aditivos, tales como los pigmentos, agentes expansivos, ayudas para el bombeo, y otros semejantes, son empleados en dosajes extremadamente pequeños y, en la mayoría de los casos, son dosificados manualmente empleando recipientes graduados. Otros aditivos añadidos manualmente a menudo son empaquetados en cantidades suficientes para un dosaje apropiado por unidad de volumen del concreto. La mayoría de los aditivos generalmente se venden en forma líquida, listos para su empleo. Estos aditivos se incorporan a la mezcla de concreto en la planta o en el tanque
especial colocado en el camión mezclador a fin de ser incorporados en la mezcla cuando se encuentran en obra. Aunque la medida y adición del aditivo al concreto es efectuada en la mayoría de los casos por medio de mecanismos sofisticados o sistemas dispersantes electromecánicos, parte del sistema deberá ser un tanque de tal manera que el operador de la planta pueda verificar que la cantidad adecuada de aditivo ha sido colocada en la mezcladora o en el tanque montado en el camión.
.- DOSIFICACIÓN Y COMERCIALIZACIÓN:
La dosis correcta de aditivo es crucial para el rendimiento satisfactorio de una mezcla y es esencial el uso apropiado de un equipo bien calibrado y en buen estado para despachar los aditivos.
Los proveedores de aditivos normalmente proporcionan, instalan y dan servicio a dispensadores, ya sean manuales o automáticos.
Los aditivos deben ser agregados a un concreto durante el mezclado junto con la última porción del agua de mezclado con el fin de asegurar la dispersión uniforme del aditivo en todo el concreto, a menos que sea necesaria la adición retardada para un propósito específico. El aditivo no debe ser agregado de modo directo al cemento seco o a los agregados.
Para la mayoría de los aditivos no es necesario cambiar el procedimiento de mezclado del concreto. Cualesquiera requisitos especiales serán dados en la literatura del producto del fabricante de aditivos.
5.1
REQUISITOS DE COMERCIALIZACIÓN
El proveedor deberá entregar el aditivo envasado en recipientes que aseguren su conservación, conteniendo la siguiente información:
La marca registrada, nombre y apellido o razón social del fabricante y del responsable de la comercialización. El tipo de aditivo, según la clasificación establecida en normas. El contenido neto, en masa o volumen, en unidades del SI, refiriendo los volúmenes, para aditivos líquidos, a la temperatura de 20◦C. La densidad en gr/cm3 a 20◦C. Dosificación máxima o mínima a emplear, de acuerdo a la propiedad que se desee modificar. La fecha de fabricación y la fecha de vencimiento.
11.
COMPOSICION QUIMICA
AGENTES INCORPORADORES DE AIRE: Son sustancias químicas liquidas que se adicionan durante el mesclado para producir burbujas microscópicas en el concreto, llamado aire incorporador. Estas burbujas mejoran la resistencia del concreto a los daños ocasionados por la congelación y el deshielo, así como las sales del deshielo.
sulfonatonaltalenoformaldheido: usado como dispersante en concretos con adiciones negro de humo. cloruro de calcio Los ácidos lignosulfonatos y sus sales. Los ácidos hidroxicarboxílicos y sus sales.
Los lignosulfonatos son materiales complejos obtenidos del proceso de producción de pulpa de papel de madera. Los ácidos hidroxicarboxílicos tienen en su molécula a grupos hidroxilos y carboxilos. Estos productos tienen diferentes empleos industriales, en productos de farmacia. -Los aditivos reductores de agua y acelérenles generalmente han consistido en lignosulfonatos con reducidas adiciones de cloruro de calcio o forniato de calcio.
Su dosis está entre 50ml a 150 ml por cada 100kg de cementante.
12.1. ADITIVOS PARA CONCRETOS LUIDIFICANTES Este tipo de aditivo que se encuentra normalizado, pese que a muchas veces se confunde con los aditivos reductores de agua de alto rango. La norma los diferencia al prescribir que deben producir un incremento de 9 cm en el asentamiento, medido en el cono. Se normalizan dos tipos, uno de ellos con propiedades retardantes.
Estos aditivos permiten que el concreto acceda en elementos con alta cuantía de acero de refuerzo y facilitan el vaciado de grandes superficies con economía. Los aditivos en el mercado son compuestos en base a los siguientes materiales: • Formaldehído-melarninasulfórico • Formaldehído naftaleno sulfónico • Lignosulfonatos modificado
12.
Tipos de ADITIVOS
Según recomendación ACI 212 en concordancia con las normas ASTM C494 o C1017 y normas NTP 334 y 339. Señalan que la clasificación de los aditivos para el concreto se da de la siguiente forma:
a. INCORPORADOR DE AIRE Están destinados a producir la incorporación de aire en forma de pequeñas burbujas, en su mayoría de un tamaño comprendido entre 0.01 y 1 mm, con una distribución uniforme de las masas del hormigón. La proporción de burbujas recomendable depende del tamaño máximo del árido más grueso del hormigón, empleándose por regla general los siguientes valores: TAMAÑO MAXIMO % aire recomendado
40 mm 4
20 mm 5
10 mm 7
El empleo de los incorporadores de aire está orientado básicamente a aumentar la resistencia del hormigón frente a los ciclos alternados de temperaturas bajo y sobre cero (cielo y deshielo), que puedan conducir al congelamiento del agua contenida en el hormigón. Sin embargo, hacen también efecto sobre otras propiedades del hormigón, entre las cuales pueden citarse las siguientes:
Reducción de la permeabilidad del agua y líquidos en general.
Aumento de la consistencia del hormigón, en una forma similar al obtenido por la adición de granos finos.
Aumento de la fluidez del hormigón.
Disminución de la exudación del agua de amasado del hormigón.
Disminución de la resistencia.
Este último efecto debe ser especialmente considerado, pues la disminución de la resistencia provocada por la incorporación de burbujas no alcanza a ser compensada por la disminución de la cantidad de agua de amasado posible de producir por efecto de la mayor fluidez. -Efectos La incorporación de aire en el hormigón produce diversos efectos sobre éste, tanto mientras se mantiene en estado plástico como cuando ya ha endurecido. Debe señalarse que el efecto principal buscado con el uso de los incorporadores de aire es el aumento de la resistencia del hormigón frente a los ciclos alternados de hielo-deshielo, que pueden producirse en los períodos en que las temperaturas ambiente descienden bajo 0ºC, caso en el cual su empleo debe considerarse imprescindible. Sin embargo, la incorporación de aire tiene también otros efectos secundarios de importancia, algunos de características favorables para el uso del hormigón, los cuales se analizan en los párrafos que siguen: - Efecto frente a los ciclos alternados de hielo – deshielo Cuando existen bajas temperaturas ambiente que conducen a procesos de hielo y deshielo alternativos, las burbujas de aire incorporado en el hormigón actúan como cámaras de expansión frente al aumento de volumen que experimenta el agua al transformarse en hielo. Ello permite reducir las presiones hidráulicas y, con ello, las tensiones internas que se originan por este motivo, impidiendo así el deterioro progresivo que se producirá en un hormigón que no contenga aire incorporado. - Efecto sobre la trabajabilidad del hormigón Las burbujas de aire formadas en el hormigón fresco actúan al mismo tiempo como un fluido, aumentando su docilidad, y como un inerte, ya que, por su tamaño, equivalen a partículas de tamaño inferior a 2 mm, con la ventaja de tener un mejor coeficiente de forma, de ser elásticas y deformables, lo que les permite deslizarse sin rozamiento. Se varían por lo tanto, las propiedades reológicas del hormigón, aumentando la cohesión con lo cual se reduce la tendencia a la segregación y la exudación, lo que facilita su puesta en obra. Por otra parte, al disminuirse la exudación se evita la acumulación de agua bajo las barras de acero y los áridos gruesos, mejorando su adherencia, así como también disminuye la formación de lechada en las superficies.
Se debe considerar que la incorporación de aire produce disminuciones en las resistencias mecánicas del orden de 3 a 5% por cada 1% de aire incorporado. Esta pérdida de resistencia se compensa en parte al bajar la razón agua-cemento por el efecto plastificador antes mencionado. - Efecto sobre la impermeabilidad En el hormigón endurecido, las microburbujas producidas por el aditivo Incorporador de aire se interponen en la red de canalículos interna que existe en todo hormigón, lo cual permite limitar la ascensión de agua por capilaridad. El hormigón resultante es, en consecuencia, más impermeable e, indirectamente, por ello más resistente a la acción de agentes agresivos.
b. ADITIVOS DESHIDRATANTES- PLASTIFICANTES Los plastificantes son productos químicos que se pueden añadir al hormigón para mejorar su manejabilidad. La resistencia del hormigón es inversamente proporcional a la cantidad de agua añadida o al coeficiente de la relación agua cemento (A/C). Con el fin de producir hormigones más resistentes, se reduce la cantidad de agua añadida, lo que consigue mezclas de difícil manejo, haciendo necesario el uso de los aditivos plastificantes y superplastificantes. Los romanos utilizaron como plastificante para sus mezclas de hormigón, la sangre. Los superplastificantes también son añadidos cuando son añadidas cenizas puzolanicas a la mezcla para obtener hormigones de alta resistencia u hormigones reforzados con fibras. Normalmente el porcentaje que superplastificante o plastificante que se añade a la mezcla es del 2%. Dosis es de 750ml a 2500ml por cada 100kg de cementante Sin embargo, se debe tener en cuenta que la mayoría de los superplastificantes disponibles en el comercio vienen disueltos en agua, por lo cual al añadirlo a la mezcla también se está añadiendo un porcentaje de agua. Añadir una cantidad excesiva de superplastificante puede dar lugar a que el hormigón presente segregación, lo cual no es aconsejable. Algunos de los Sika Stabilizer-229
Aditivos
Plastificantes
conocidos
son:
c. ADITIVOS SUPER PLASTIFICANTES En general, este tipo de hormigones se suelen diseñar en consistencias líquidas o incluso autocompactantes, ya que es en ese estado en el que mejor se coloca un hormigón en obra. Y es en este punto donde es imprescindible la utilización de Glenium®. Este producto es un superplastificante de última generación que permite una elevada reducción de agua y produce un importante aumento de consistencia, para que el hormigón sea más dócil y trabajable. Por lo tanto obtendremos hormigones de:
Baja relación a/c, alta resistencia Elevada consistencia, perfecta trabajabilidad
Se dosifica, en general, entre un 0,6-2% sobre peso de cemento. Dicha dosificación depende de factores como
la consistencia y/o resistencia a obtener condiciones ambientales condiciones de trabajo: tiempos de desencofrado, tiempos de puesta en obra materiales (áridos, cemento ...)
SUPERPLASTIFICANTE Los superplastificantes son aditivos de una categoría superior a la de los plastificantes. Permiten dosificaciones hasta 5 veces mayores sin alterar significativamente el tiempo de fraguado ni el contenido de aire del concreto. La aplicación práctica de estos aditivos se encuentra en la elaboración de mezclas con altas resistencias, con un porcentaje de cemento balanceado, sin problemas de contracción y fisuramiento de aquellas que contienen cemento en exceso. Otras aplicaciones inmediatas de las mezclas fluidas se dan en el bombeo del concreto, la colocación de concreto tipo tremie y en elementos esbeltos y/o densamente armados, entre otros, pues el desempeño es muy alto compensando de esta manera los costos.
Dosis es de 750ml a 2500ml por cada 100kg de cementante
SUPERPLASTIFICANTE ACELERANTE Permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener determinada consistencia en el concreto, y acelerar tanto el fraguado como la resistencia a edad temprana. Estos aditivos han sido diseñados para lograr la máxima dispersión posible; sin embargo, su efecto es de corta duración. Son ideales para aplicaciones como elementos prefabricados (dovelas, vigas, pilotes etc), concretolanzado, entre otros. Incluso algunos de estos compuestos llevan también acelerantes que permiten alcanzar hidrataciones rápidas y resistencias mecánicas muy elevadas.
SUPERPLASTIFICANTE RETARDANTE Permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener determinada consistencia en el concreto y además retardar su fraguado. Estos aditivos resultan ideales para concreto premezclado que necesita largos tiempos de transporte. En su desempeño se asemejan a los estabilizadores, pero con un poder reductor de agua que nunca será alcanzado por un estabilizador. En ese sentido, este tipo de aditivos son polifuncionales.
d. ADITIVOS IMPERMEABILIZANTES Los cuales por finalidad contribuir a controlar las filtraciones a través de las grietas, reduciendo la penetración del agua Aplicaciones principales:
Concretos y/o morteros impermeables Estructuras hidráulicas Presas y canales Muelles, pilotes, losas Cimientos, falsos pisos, columnas y vigas Aplicaciones con gran presencia de agua y/o humedad Aplicaciones en tanques, cisternas y piscinas
b. COSTOS DE LOS ADITIVOS ACELERAN TES
IMPERMEABILIZA DESMOLDAN PEGAMEN PLASTIF NTES TES TOS Y ICANTE Y SELLADOR S DISOLVENTE ES S
PRESENTAC ION
1 GALON
1 GALON
1 GALON
1 GALON
1 GALON
INV. Y REP. FERRETERIA CHARITO
24.50
18.50
109.00 45.00
245
-
FERRETERIA DIST. NICOL.
19.00
16.00
-
-
-
FERRETERIA HUARCAYA.
22.00
18.50
-
-
-
DISTRIBUID ORA HUARAL ll
-
16.00
-
-
-
FERRETERIA BRENDA MAESTRO
21.00
16.00
-
-
-
33.50
59.90
-
-
46.50
c. ANEXOS
ADITIVOS
Según
Norma UNE. EN 934 – 2
Como aquel producto que se incorpora en el momento del amasado del concreto.
Lo define
Se emplea En cantidad
No mayor del 5% en masa
Con relación
En el mortero o concreto
Al contenido de cemento en el hormigón
Tiene como Objetivo Para Modificar y mejorar las propiedades
Estado fresco
Y/O
Endurecimiento
NORMAS TECNICAS APORTADAS POR EMPRESAS
NORMATIVIDAD PARA PINTURAS
Cemento Andino NTP 334
NORMATIVIDAD PARA ACEROS
NTP 319
NTP 341
NORMATIVIDAD PARA CERAMICOS
NTP 333
Chema NTP 339
Sika NTP 339
Z Aditivos NTP 339
FABRICACION
Para su fabricación deben de cumplir lo siguiente
CARACTERISTICAS Nos sirven para: • Una mejor trabajabilidad • Regula el proceso del fraguado Son útiles para concretos: • Secos • Bombeados • Vistos
COMPOSICION Para los distintos tipos de aditivos se utilizan los siguientes materiales químicos: • Lignosulfonato • Hidroxicarboxíli cos • Polímeros hidroxilados • Formaldehido – sulfonato
CONCLUSIONES
Se concluye que los aditivos son productos que se utilizan para complementar diversos procesos del concreto, específicamente se adicionan a la mezcla con el concreto o mortero. Se debe tener presente las indicaciones y/o pasos a seguir para la preparación de la mezcla en el concreto, es decir las cantidades necesarias y específicas de cada tipo de aditivos para obtener buenos resultados en el campo de la ingeniería civil. Los aditivos deben cumplir con las especificaciones del proyecto, las recomendaciones del fabricante y los requisitos de las normatividades vigentes. El empleo continuo de aditivos en la producción del concreto debe ser precedido por ensayos que permitan la observación y medida del comportamiento químico bajo condiciones de operación en planta cuando son utilizados conjuntamente con los materiales seleccionados. La utilización de los aditivos dependen mucho de la forma de uso y de la acertada elección del producto apropiado. Que actualmente podemos encontrar un sin número de productos en el mercado que satisfacen a la gran mayoría de las necesidades para los usuarios de ingeniería civil. En cuanto al impacto ambiental se debe realizar programas de concientización y sensibilización del personal de las diversas empresas para el uso racional de los aditivos.
Bibliografías
https://es.scribd.com/doc/97942194/Aditivos-Tecnologia-Del-Concreto
