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DIPOSITIVAS DEL LIBRO
TECNOLOGIA-CONCRETO-Y-MORTERO-
RIVERA
CAPITULO 11
ELABORADO POR:
JHON JAIRO ROMERO FARELO
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR(UPC)
VALLEDUPAR-CESAR
2021 II
CAPÍTULO 11
ADITIVOS PARA MORTERO Y
CONCRETO
DEFINICIÓN Y GENERALIDADES Aditivo es una sustancia química,
generalmente dosificada por debajo del
5% de la masa del
cemento, distinta del agua, los agregados,
el cemento y los refuerzos de fibra, que se
emplea como ingrediente de la pasta, del
mortero o del concreto, y se agrega al
conjunto antes o durante el proceso de
mezclado, con el fin de modificar alguna o
algunas de sus propiedades físicas, de tal
forma que el material se adapte de una
mejor forma a las características de la
obra o las necesidades del constructor.
Los aditivos se utilizan cada vez más en la pasta, los morteros y hormigones por las
siguientes razones:
A-) Los aditivos se perfeccionan incesantemente.
Al principio se usaban, sin purificar, determinados productos de la industria papelera
o petrolífera, de lo que resultaban variaciones en la composición química.
Actualmente, la orientación se dirige cada vez mas hacia un control de calidad de
esos subproductos y a una corrección de sus composiciones gracias a tratamientos y
adiciones, han sucedido investigaciones sistemáticas que condujeron a la fabricación
de productos básicos especiales o de una mezcla de materias primas existentes, a
fin de presentar al mercado aditivos polivalentes.
B-) Economía.
Ante problemas con el concreto el constructor tendrá que plantearse las alternativas
de saber si se debe utilizar un aditivo o no, luego saber cual se debe usar y
finalmente como y en que dosis debe usarse. Para esto, tendrá que consultar las
instrucciones de los fabricantes y remitirse a documentos especiales. Debe saber
eventualmente la dosificación a emplear y que ensayos se le deben hacer, a pie de
obra, para precisar la dosificación a utilizar.
C-) Las Técnicas
Ésta razón influye en la modificación o en el mejoramiento de una o varias de las
propiedades físicas del concreto tanto en el estado fresco como el incremento en la
manejabilidad, trabajabilidad extendida, disminución de la exudación y de la
segregación, hormigón cohesivo, fraguados programados y en la aptitud para el
bombeo; y el concreto en estado endurecido en el cual se puede lograr mejorar las
resistencias mecánicas, las resistencias a las acciones físicas como heladas y a las
acciones químicas, disminución de la porosidad, en el control del calor de hidratación,
en la contracción controlada y en los mejores acabados
D-) Cumplimiento de las especificaciones
Se debe tener en cuenta a la hora de usar uno o varios aditivos en cumplir con los
requerimientos exigidos para los distintos usos del concreto como relación
agua/cemento fija, adecuada manejabilidad, resistencias a temprana edad,
resistencias finales, resistencia a la abrasión, tiempos de fraguado, cantidad de aire
incorporado, impedir la corrosión del refuerzo, garantizar la mayor adherencia entre el
acero y el concreto y una mejor unión entre el concreto nuevo y el viejo.
RESEÑA HISTÓRICA
Es indudable que en la época Romana se
utilizaron aditivos, adicionándolos al
hormigón de cal y puzolanas. Hay quien
supone que los primeros aditivos para los
hormigones fueron la sangre
y la clara de huevo. La fabricación del
cemento Portland es relativamente
reciente y se sitúa hacia los alrededores
de 1850. Poco tiempo después y con el fin
de obtener fraguado más regular del
cemento, se utilizó el yeso crudo o el
cloruro de calcio, que se agregaban al
cemento al fabricarlo o al hormigón en el
momento de su preparación. La
incorporación de estos productos se
remonta a los años 1875-1890.
Los constructores Franceses de esa época, añadían al cemento sin yeso crudo, un
poco de yeso vivo, a pie de obra, en el momento de amasar el hormigón. La adición
de cloruro de calcio como aditivo de los hormigones fue patentada en 1885.
CANDLOT en 1888, hizo investigaciones acerca de este producto y demostró que
según la dosis, podía ser utilizado como retardador o acelerador del fraguado.
Igualmente a principios de siglo, se ensayó la incorporación de silicato sódico y de
diversos jabones para mejorar la impermeabilidad. Se empezaba ya a añadir polvos
finos para colorear el hormigón. Los fluosilicatos se emplearon desde 1905 como
endurecedores de superficie. La acción retardadora del azúcar también había sido ya
observada, un articuló publicado en marzo de 1909 en la Reveu Des Materiaux de
construcción, menciona la influencia del azúcar sobre el fraguado.
La comercialización de productos que mejoran algunas de las propiedades del
hormigón, data de 1910; se trataba entonces de los impermeabilizantes, se añadían
a los hormigones destinados a la fabricación de depósitos de agua, entibaciones,
piscinas, etc.; así como a la fabricación de morteros destinados a la reparación de
obras subterráneas de mampostería o de ladrillo cuyas juntas se hubiesen
deteriorado. En cuanto a los retardadores, si bien su comercialización no tuvo lugar
hasta bastante tiempo después, los efectos de ciertos productos eran conocidos
hacía tiempo. RENGADE demostró en 1929 que amasando un cemento sobre una
lámina de zinc, podían introducirse indicios de ZnO,
Los anticongelantes aparecieron en 1955. Más recientemente y gracias al progreso
de la industria química, las materias plásticas se fueron incorporando al hormigón.
Hace algunos años que los aditivos se multiplicaron en muchos países. Los
fabricantes ponen a punto productos más adecuados a las necesidades de la
construcción moderna.
CLASIFICACIÓN
En Colombia, la norma NTC 1299 establece los requisitos que deben cumplir los
aditivos químicos que pueden agregarse al concreto, y los clasifica en:
TIPO A - PLASTIFICANTE: Es el aditivo que permite disminuir la cantidad de agua
necesaria para obtener una determinada consistencia del hormigón.
TIPO B - RETARDADOR: Es aquel que demora el fraguado del hormigón.
TIPO C - ACELERANTE: Es aquel que acelera tanto el fraguado como la ganancia
de resistencia a temprana edad del concreto.
TIPO D - PLASTIFICANTE RETARDADOR: Es aquel que permite disminuir la
cantidad de agua (acción primaria) necesaria para obtener un hormigón de una
determinada consistencia y retardar su fraguado (acción secundaria).
TIPO E - PLASTIFICANTE ACELERANTE: Es aquel que permite disminuir la
cantidad de agua (acción primaria) necesaria para obtener un hormigón de
determinada consistencia y acelerar tanto el fraguado como la resistencia del
hormigón a temprana edad (acción secundaria).
TIPO F – SUPERPLASTIFICANTE: Es el aditivo que permite la reducción del agua
de mezcla en más de un 12% para obtener una determinada consistencia del
hormigón
TIPO G – SUPERPLASTIFICANTE RETARDADOR: Es el aditivo que permite la
reducción del agua de mezcla, en más de un 12%, para obtener una determinada
consistencia del hormigón (acción primaria) y además retarda el fraguado (acción
secundaria).
TIPO H – SUPERPLASTIFICANTE ACELERANTE: Es el aditivo que permite la
reducción del agua de mezcla, en más de un 12%, para obtener una determinada
consistencia del hormigón (acción primaria) y además acelera tanto el fraguado
como la resistencia del hormigón a temprana edad (acción secundaria).
Sin embargo, existen en el mercado una serie de productos, no clasificados dentro
de lo anterior, como por ejemplo los aditivos impermeabilizantes o los colorantes,
etc., que son muy importantes.
TIPO A – PLASTIFICANTES
Son aditivos que permiten, una reducción
de la cantidad de agua para igual
trabajabilidad, o un aumento de la
manejabilidad para igual proporción de
agua, es decir, provoca la dispersión de
las partículas de cemento, agrupadas en
flóculos comúnmente en una mezcla sin
aditivos. Esos aditivos mejoran la aptitud a
la deformación de los morteros y
hormigones frescos bajo el
efecto de un medio de compactación
dado; su característica principal es
aumentar la manejabilidad del concreto
fresco, y/o reducir la cantidad de agua
utilizada para un asentamiento
determinado.
Lo más frecuente es que se presenten bajo la forma de un líquido de color pardo
oscuro, de una densidad que oscila entre 1,10 y 1,25 kg/dm3 (más raramente bajo la
forma de un polvo de color castaño un poco claro). Las dosis que suelen utilizarse
varían, en general, entre 1,0 y 2,0% de la masa del cemento.
Algunos de los productos base que se emplean para fabricar los aditivos plastificantes
son:
- Jabones de resina o de abietato alcalino sódico o potásico (obtenidos por
tratamiento de
resina vegetal).
- Lignosulfonato sódico o cálcico (subproducto de la fabricación de la pasta de papel).
Sales de
calcio, sodio y amonio del ácido lignosulfónico.
- Sulfonatos de alkilarilo (productos sintéticos). El formaldehído melanina sulfonatado.
- Sal de hidrocarburo sulfonado (subproducto obtenido en el tratamiento del petróleo).
Sales de
ácido carboxílico hidroxilatado.
- Ester de poliglicol.
POLVOS FINOS:
- Harina fósil de diatomáceas silificadas.
- Bentonita: arcilla coloidal.
- Cales grasas o hidráulicas finas, cenizas volantes y puzolanas molidas y
pulverizadas. Los polvos finos e inertes, mejoran las características de los
hormigones frescos en la medida en que estos hormigones carecen de elementos
muy finos. En este caso la exudación disminuye y las resistencias mecánicas
pueden quedar aumentadas.
Los aditivos plastificantes se pueden utilizar en todo tipo de concretos, donde se
requieran condiciones normales o particulares de colocación:
- Mejoran los concretos bombeados, lanzados y los normales o convencionales.
- Mejoran los concretos simples (sin refuerzo), reforzados, prefabricados,
pretensados ynormales.
- Mejoran notablemente la manejabilidad de las mezclas, o alternativamente
permiten reducir el agua a utilizar, ganando resistencias finales en el concreto.
- Permiten obtener concretos impermeables, solos o en combinación con los
aditivos incorporadores de aire.
En resumen, el aditivo tipo A se utiliza por:
􀂙 La disminución del agua, que tiene por objeto incrementar la resistencia del
concreto sin aumentar el contenido del cemento, disminuir la porosidad de la pasta de
tal forma que disminuya la permeabilidad; la consistencia del concreto será la misma
que la del concreto sin aditivo a pesar de la disminución del agua.
TIPO B – RETARDADOR
Son aditivos que aumentan el tiempo de
fraguado, es decir la mezcla permanece
fluida más tiempo. Al uso de retardadores,
en general, lo acompaña alguna reducción
en la resistencia, principalmente en los
primeros días, mientras que los efectos de
estas sustancias en las demás
propiedades del concreto, como la
contracción, pueden no ser previsibles. Por
tanto, las pruebas de aceptación para los
retardadores deberán hacerse con
materiales de la obra para las condiciones
previstas.
Es preferible que el aditivo sea presentado bajo forma líquida y las dosis a utilizar
varían, en la práctica, entre el 0,1 y el 1% de la masa del cemento. La dosis media
debería ajustarse para el cemento y los demás materiales que se va a emplear en la
construcción.
TIPO C – ACELERANTE
Son aditivos químicos generalmente
líquidos, que permiten acelerar el
fraguado y tener resistencias iniciales y
finales más altas. La mayor parte de los
acelerantes comúnmente usados
producen un aumento de la contracción
que sufre el concreto al secarse.
Frecuentemente se dosifican estos
aditivos entre 1,5 y 5,0% de la masa del
cemento en la mezcla.
Con los aditivos acelerantes obtenemos las siguientes ventajas:
- Desarrollo de resistencias más rápidamente.
- Mejora de las características del terminado.
- Disminución de los agrietamientos.
- Cumplimiento de su función estructural más temprano.
Las siguientes sustancias se utilizan como base para fabricar los aditivos
acelerantes:
- Cloruros: cálcico, sódico, de aluminio, de hierro, amónico.
- Nitrato y nitrito de calcio.
- Formiato de calcio.
- Trietanolamina.
- Ácido oxálico.
- Fluosilicato sódico.
- Alunita.
- Las bases alcalinas: sosa, potasa, amoníaco.
- Carbonatos, silicatos y fluosilicatos, boratos de sosa o de pota
El cloruro de calcio es el aditivo acelerante más común empleado y deberá añadirse
en forma de solución como parte del agua de mezcla. Si se añade al concreto en
forma seca, puede suceder que no todas las partículas secas se disuelvan durante la
mezcla. Los terrones que no se disuelven en la mezcla pueden producir reventones o
manchas negras en el concreto endurecido. En forma seca, el cloruro de calcio
puede también reducir la eficacia de los aditivos inclusores de aire. La cantidad de
cloruro de calcio añadida, en ningún caso deberá exceder del 2% en masa del
cemento. Una cantidad mayor creará problemas y puede ser perjudicial para el
concreto, que puede hacerse rápidamente inmanejable, aumentar su contracción al
secarse y corroer el refuerzo.
TIPO E - PLASTIFICANTE –
ACELERANTE
Son una variedad de aditivos que
cumplen una doble función: plastifican
la mezcla aumentando su
manejabilidad, permitiendo una
colocación y compactación más fácil y
aceleran la ganancia de resistencia a
temprana edad y a edades tardías.
TIPO F – SUPERPLASTIFICANTE
Este aditivo apareció en el mercado alrededor de los años 70, coincidiendo con la
necesidad de la industria de la construcción y de los diseñadores de reducir las
secciones de los elementos portantes en rascacielos, puentes, etc. Se precisaba
entonces de un hormigón con la reología necesaria para que escurriera como un
fluido dentro de las formaletas congestionadas de acero y que brindara
resistencias muy por encima de las normales ya que las secciones eran mínimas
Los superplastificantes son de una categoría superior a la de los plastificantes,
permite dosificaciones hasta 5 veces mayores, sin alterar significativamente el
tiempo de fraguado ni su contenido de aire.
OTROS ADITIVOS
Incorporadores de aire
El descubrimiento de los aditivos
incorporadores de aire se hizo alrededor
del año 1930, su utilización ha sido, sin
duda, uno de los mayores progresos
realizados en la tecnología de los
hormigones, puesto que mejoran, a la vez,
las propiedades de los hormigones en
estado frescos y las de los hormigones en
estado endurecidos
Los aditivos incluidores de aire se
pueden clasificar dentro de los
plastificantes, porque esta es
una de sus características, aunque no
la primordial, debido a que son
especialmente importantes en aquellos
sitios en donde las estaciones están
bien marcadas y se presenta
durante el invierno el fenómeno de la
congelación del agua.
Los porcentajes normales de aire incorporado varían entre 3 y 6%; la efectividad de un
incluidor de aire varía con la granulometría de las partículas dentro de las cuales va a
actuar, en la fracción muy gruesa no tiene influencia y en la fracción muy fina, así como
en el cemento fino, no actúa ya que su acción queda totalmente inhibida. La
dosificación de los incluidores de aire, por lo general, varía entre el 0,008 y el 0,26% de
la masa del cemento en la mezcla.
Las principales sustancias que sirven de base para fabricar aditivos incorporadores de
aire son:
- Aceites y grasas de origen animal y vegetal.
- Jabones alcalinos de ácidos grasos naturales como el estearato de sodio, los oleatos
(derivados del ácido oleico), los lauratos (derivados del ácido laurico). En realidad, lo
que se emplea no son los ácidos grasos puros, sino una mezcla de ácidos grasos
extraída del sebo, llamada estearina (los ácidos grasos del sebo son principalmente los
ácidos estéricos, palmítico y oleico).
- Sulfonatos de alcohol graso.
- Jabones sódicos de ácidos polihidroxicarboxilicos.
Con los usos de los aditivos incorporadores de aire se obtienen los siguientes
beneficios:
- Reduce la permeabilidad del concreto.
- Reduce la segregación y la exudación.
- Aumenta la plasticidad y la manejabilidad.
- Protección contra la acción de aguas agresivas.
- Mejorar la durabilidad a ciclos de humedecimiento y secado.
Sin embargo, se tiene que tener en cuenta que a medida que aumenta la dosis del
aditivo incorporador de aire, aumenta el volumen de aire incorporado, sólo que
después de cierta dosis se satura la solución y aunque agregamos más aditivo el
contenido de aire no aumentará.
Impermeabilizantes El objeto de obtener concretos y morteros
impermeables es impedir el paso del agua
o su absorción, pero también hacerlos lo
mas resistentes posibles contra la
penetración de agentes agresivos que
puedan producir la descomposición del
hormigón.
Existen dos procedimientos para lograr la
impermeabilidad: el primero es revestir la
superficie del hormigón con una capa
impermeable, generalmente a base de
material bituminoso siempre que no se
trate de proteger de agentes agresivos
como la gasolina, kerosene, aceites, etc.,
caso en el cual hay que recurrir a
recubrimientos especiales.
El segundo método se basa en lograr impermeabilizar toda la masa del hormigón o
del mortero, o sea la impermeabilización integral de los mismos, lo cual se alcanza
añadiendo a la mezcla un aditivo adecuado.
El agua puede penetrar al concreto por presión, que es el caso de obras sumergidas,
como por ejemplo: paredes de presas o depósitos; o por capilaridad, donde los
aditivos incorporadores de aire pueden servir como impermeabilizantes.
Los principales productos que sirven para fabricar aditivos impermeabilizantes
integrales son:
- Jabones metálicos (estearatos, oleatos y lauratos).
- Sulfato de aluminio, carbonato sódico, oxalato sódico, coloides susceptibles de
hincharse, a base de algas marinas (alginato sódico, por ejemplo) o de plantas de la
familia de las leguminosas (aunque la presencia de azúcar puede convertirlos en
retardadores de fraguado).
Anticongelantes
Son productos químicos solubles,
análogos a los acelerantes, que activan la
hidratación del cemento; el calor de
hidratación se desprende más a prisa.
Pueden aumentar en algunos grados la
temperatura del agua de amasado por
reacción exotérmica o rebajar su punto de
congelación. El hormigón de este modo,
puede endurecerse antes de que
sobrevenga su congelación. Pueden
igualmente proteger el hormigón
endurecido.
Como en el caso de otros
productos químicos, su acción depende:
- De la concentración en el agua de amasado.
- De la naturaleza del congelante
- De la granulometría de la arena.
Tomando determinadas precauciones permiten colocar concreto hasta a -10 grados
centígrados
Tomando determinadas precauciones permiten colocar concreto hasta a -10 grados
centígrados. Los productos de base son en la mayoría de los casos, los mismos que
los utilizados en el caso de los acelerantes. Los bi o trivalentes comprenden:
- Un acelerante, aparte del CaCl2 pueden ser empleados silicatos o carbonatos
alcalinos (sosa o potasa) y aluminato u oxalato sódico.
- Un agente inclusor de aire, generalmente a base de lignosulfito.
- Un dispersante, agua en el caso de un aditivo líquido; o tierra de infusorios, cal, en
el caso de un aditivo en polvo.
- Un producto que evita el envejecimiento como gluconato sódico o urea.
Expansivos o Expansores
Hace ya mucho tiempo que se pensó en
fabricar conglomerantes expansivos o bien
agregar al cemento productos susceptibles
de hincharse, su objeto era compensar los
efectos de la retracción o bien ejercer
esfuerzos de expansión regulares. Se
aprobaron algunas patentes
relativas a la adición de cal viva CaO o de
MgO calcinadas, de anhidrita de yeso
crudo o de polvos metálicos oxidables. El
papel de estos aditivos consiste en
aumentar el volumen del concreto durante
el fraguado y antes de producirse el
endurecimiento de la pasta. Las
sustancias más comunes que tienen esta
propiedad son: la limadura de hierro y el
aluminio en polvo. Las primeras producen
la expansión por la oxidación del hierro y el
segundo porque reacciona con el cemento
produciendo hidrógeno.
Estos aditivos se emplean para producir concreto ligero denominado "concreto
celular" (de estructura porosa, por lo tanto tiene baja masa unitaria, lo anterior trae
como consecuencia un descenso de la resistencia mecánica). Una de las
aplicaciones de estos aditivos expansivos es adicionarlo a hormigones o morteros
que van a sellar ductos en concretos pre o post-tensados.
Larga vida
Es una combinación de aditivos que se utilizan en la producción de morteros de larga
vida. Están compuestos por estabilizadores retenedores de agua y retardadores
plastificantes. No hay que confundirlos con retardadores, puesto que lo que ocurre es
que el fraguado se inicia tan pronto entra en contacto con la unidad de mampostería
y toma prácticamente el mismo tiempo que un mortero sin aditivo.
Colorantes
El hormigón puede ser coloreado en toda su
masa gracias a polvos finos constituidos, la
mayoría de las veces, por óxidos metálicos
naturales o sintéticos, mezclados con el
cemento. Están caracterizados por sus curvas
granulométricas. Las cualidades que se exigen
a los colorantes son las siguientes:
- Regularidad del tono y elevado poder
colorante.
- Buena aptitud de mojado y mezcla fácil de
efectuar.
- Insolubilidad en el agua.
- Estabilidad ante la luz y los agentes
atmosféricos.
- Neutralidad química.
Inhibidores de corrosión
Las armaduras de acero colocadas en el
hormigón están protegidas de la oxidación por
que están sumergidas, por lo menos durante
las primeras edades, en un medio básico. El
acero se recubre de una capa protectora muy
delgada y queda pasivo. Sin embargo, el
concreto puede carbonatarse con el tiempo, el
PH puede descender y la protección del acero
ya no queda asegurada. Desde hace algún
tiempo, ciertos investigadores han ensayado
aditivos de productos destinados a evitar la
corrosión; los inhibidores de corrosión actúan
formando en la superficie del metal una
película protectora muy insoluble.
Los inhibidores de corrosión más usados, utilizados disueltos en el agua de
amasado del concreto, en dosis variable del 1 al 3% de la masa de cemento, son:
- Nitrito sódico.
- Benzoato sódico.
- Cromato potásico.
- Molibdatos de sodio o de potasio.
- Fosfatos.
Igualmente puede añadirse una cantidad del orden del 10% de estos productos a
una lechada de cemento, destinada a recubrir las armaduras de acero antes del
vaciado del hormigón en los encofrados o moldes.
Fungicidas, germicidas, insecticidas
En ciertos casos particulares, el hormigón (como la madera) puede ensuciarse o
ser atacado por parásitos de origen vegetal o animal (solamente cuando ya esta
carbonatado). Es el caso de las obras de hormigón o juntas de mortero
conservadas en medio ambiente: húmedo, agresivo (agua dulce o salada, agua
sucia, etc.). Pueden crecer en los morteros y hormigones, cuando su superficie no
es suficientemente lisa y compacta, hongos microscópicos, mohos o algas. Hay un
medio preventivo que consiste en incorporar al cemento, durante su amasado,
sales de cobre. Se han advertido ataques superficiales en el concreto que pueden
profundizar 10 mm, y se deben a un hongo que llega en las formaletas o
encofrados de madera. Hay también microorganismos que pueden atacar el
hormigón.
Espumantes para aplicaciones
especiales
Recientemente se han desarrollado
aplicaciones constructivas que demandan
efectuar un ajuste sobre la densidad de
mezclas de concreto o mortero, bien sea con el
propósito de reducir la carga muerta de la
estructura de ciertos elementos no
estructurales como en morteros de afinado de
pisos o el pendientado de cubiertas previo a la
impermeabilización flexible.
RECOMENDACIONES DE EMPLEO Y
PRECAUCIONES
El empleo de un ADITIVO supone, en primer término, que haya sido correctamente
escogido, y a continuación que está bien utilizado. Las recomendaciones de empleo
están dadas en general por las informaciones del fabricante.
Las precauciones que deben tomarse son:
- Productos en polvo, conservarlos en un sitio seco, sobre todo si el envase es
defectuoso.
- Productos líquidos, puede formarse un sedimento, de manera que es preferible
agitarlos antes de su utilización.
- En invierno, en regiones donde desciende mucho la temperatura, es necesario
conocer su punto de congelación y almacenarlos.
- Cerciorarse de que no se ha excedido el plazo límite de utilización.
- Atenerse a las instrucciones para su empleo, en especial en el caso de tener que
manipular productos tóxicos.
Entre los errores más frecuentes tenemos:
- Errores de dosificación.
- Exceso global (por ejemplo confusión entre las unidades de medida).
- Exceso de dosificación local debido al mal reparto del producto. La homogeneidad y
la buena distribución del aditivo en la masa de los morteros o de los hormigones es
fundamental.
- Las incompatibilidades con ciertos conglomerantes. Esta es la razón por la cual
conviene siempre controlar los productos en la obra, mediante ensayos preliminares
y luego durante la producción del hormigón.
- La utilización simultanea de varios tipos de aditivos que pueden no ser compatibles
(consultar con el distribuidor especializado).
NOMBRES COMERCIALES DE
ALGUNOS ADITIVOS
Gracias….

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Dipositivas cap 11

  • 1.
  • 2. DIPOSITIVAS DEL LIBRO TECNOLOGIA-CONCRETO-Y-MORTERO- RIVERA CAPITULO 11 ELABORADO POR: JHON JAIRO ROMERO FARELO UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR(UPC) VALLEDUPAR-CESAR 2021 II
  • 3. CAPÍTULO 11 ADITIVOS PARA MORTERO Y CONCRETO DEFINICIÓN Y GENERALIDADES Aditivo es una sustancia química, generalmente dosificada por debajo del 5% de la masa del cemento, distinta del agua, los agregados, el cemento y los refuerzos de fibra, que se emplea como ingrediente de la pasta, del mortero o del concreto, y se agrega al conjunto antes o durante el proceso de mezclado, con el fin de modificar alguna o algunas de sus propiedades físicas, de tal forma que el material se adapte de una mejor forma a las características de la obra o las necesidades del constructor.
  • 4. Los aditivos se utilizan cada vez más en la pasta, los morteros y hormigones por las siguientes razones: A-) Los aditivos se perfeccionan incesantemente. Al principio se usaban, sin purificar, determinados productos de la industria papelera o petrolífera, de lo que resultaban variaciones en la composición química. Actualmente, la orientación se dirige cada vez mas hacia un control de calidad de esos subproductos y a una corrección de sus composiciones gracias a tratamientos y adiciones, han sucedido investigaciones sistemáticas que condujeron a la fabricación de productos básicos especiales o de una mezcla de materias primas existentes, a fin de presentar al mercado aditivos polivalentes. B-) Economía. Ante problemas con el concreto el constructor tendrá que plantearse las alternativas de saber si se debe utilizar un aditivo o no, luego saber cual se debe usar y finalmente como y en que dosis debe usarse. Para esto, tendrá que consultar las instrucciones de los fabricantes y remitirse a documentos especiales. Debe saber eventualmente la dosificación a emplear y que ensayos se le deben hacer, a pie de obra, para precisar la dosificación a utilizar.
  • 5. C-) Las Técnicas Ésta razón influye en la modificación o en el mejoramiento de una o varias de las propiedades físicas del concreto tanto en el estado fresco como el incremento en la manejabilidad, trabajabilidad extendida, disminución de la exudación y de la segregación, hormigón cohesivo, fraguados programados y en la aptitud para el bombeo; y el concreto en estado endurecido en el cual se puede lograr mejorar las resistencias mecánicas, las resistencias a las acciones físicas como heladas y a las acciones químicas, disminución de la porosidad, en el control del calor de hidratación, en la contracción controlada y en los mejores acabados D-) Cumplimiento de las especificaciones Se debe tener en cuenta a la hora de usar uno o varios aditivos en cumplir con los requerimientos exigidos para los distintos usos del concreto como relación agua/cemento fija, adecuada manejabilidad, resistencias a temprana edad, resistencias finales, resistencia a la abrasión, tiempos de fraguado, cantidad de aire incorporado, impedir la corrosión del refuerzo, garantizar la mayor adherencia entre el acero y el concreto y una mejor unión entre el concreto nuevo y el viejo.
  • 6. RESEÑA HISTÓRICA Es indudable que en la época Romana se utilizaron aditivos, adicionándolos al hormigón de cal y puzolanas. Hay quien supone que los primeros aditivos para los hormigones fueron la sangre y la clara de huevo. La fabricación del cemento Portland es relativamente reciente y se sitúa hacia los alrededores de 1850. Poco tiempo después y con el fin de obtener fraguado más regular del cemento, se utilizó el yeso crudo o el cloruro de calcio, que se agregaban al cemento al fabricarlo o al hormigón en el momento de su preparación. La incorporación de estos productos se remonta a los años 1875-1890.
  • 7. Los constructores Franceses de esa época, añadían al cemento sin yeso crudo, un poco de yeso vivo, a pie de obra, en el momento de amasar el hormigón. La adición de cloruro de calcio como aditivo de los hormigones fue patentada en 1885. CANDLOT en 1888, hizo investigaciones acerca de este producto y demostró que según la dosis, podía ser utilizado como retardador o acelerador del fraguado. Igualmente a principios de siglo, se ensayó la incorporación de silicato sódico y de diversos jabones para mejorar la impermeabilidad. Se empezaba ya a añadir polvos finos para colorear el hormigón. Los fluosilicatos se emplearon desde 1905 como endurecedores de superficie. La acción retardadora del azúcar también había sido ya observada, un articuló publicado en marzo de 1909 en la Reveu Des Materiaux de construcción, menciona la influencia del azúcar sobre el fraguado.
  • 8. La comercialización de productos que mejoran algunas de las propiedades del hormigón, data de 1910; se trataba entonces de los impermeabilizantes, se añadían a los hormigones destinados a la fabricación de depósitos de agua, entibaciones, piscinas, etc.; así como a la fabricación de morteros destinados a la reparación de obras subterráneas de mampostería o de ladrillo cuyas juntas se hubiesen deteriorado. En cuanto a los retardadores, si bien su comercialización no tuvo lugar hasta bastante tiempo después, los efectos de ciertos productos eran conocidos hacía tiempo. RENGADE demostró en 1929 que amasando un cemento sobre una lámina de zinc, podían introducirse indicios de ZnO, Los anticongelantes aparecieron en 1955. Más recientemente y gracias al progreso de la industria química, las materias plásticas se fueron incorporando al hormigón. Hace algunos años que los aditivos se multiplicaron en muchos países. Los fabricantes ponen a punto productos más adecuados a las necesidades de la construcción moderna.
  • 9. CLASIFICACIÓN En Colombia, la norma NTC 1299 establece los requisitos que deben cumplir los aditivos químicos que pueden agregarse al concreto, y los clasifica en: TIPO A - PLASTIFICANTE: Es el aditivo que permite disminuir la cantidad de agua necesaria para obtener una determinada consistencia del hormigón. TIPO B - RETARDADOR: Es aquel que demora el fraguado del hormigón. TIPO C - ACELERANTE: Es aquel que acelera tanto el fraguado como la ganancia de resistencia a temprana edad del concreto. TIPO D - PLASTIFICANTE RETARDADOR: Es aquel que permite disminuir la cantidad de agua (acción primaria) necesaria para obtener un hormigón de una determinada consistencia y retardar su fraguado (acción secundaria). TIPO E - PLASTIFICANTE ACELERANTE: Es aquel que permite disminuir la cantidad de agua (acción primaria) necesaria para obtener un hormigón de determinada consistencia y acelerar tanto el fraguado como la resistencia del hormigón a temprana edad (acción secundaria). TIPO F – SUPERPLASTIFICANTE: Es el aditivo que permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener una determinada consistencia del hormigón
  • 10. TIPO G – SUPERPLASTIFICANTE RETARDADOR: Es el aditivo que permite la reducción del agua de mezcla, en más de un 12%, para obtener una determinada consistencia del hormigón (acción primaria) y además retarda el fraguado (acción secundaria). TIPO H – SUPERPLASTIFICANTE ACELERANTE: Es el aditivo que permite la reducción del agua de mezcla, en más de un 12%, para obtener una determinada consistencia del hormigón (acción primaria) y además acelera tanto el fraguado como la resistencia del hormigón a temprana edad (acción secundaria). Sin embargo, existen en el mercado una serie de productos, no clasificados dentro de lo anterior, como por ejemplo los aditivos impermeabilizantes o los colorantes, etc., que son muy importantes.
  • 11. TIPO A – PLASTIFICANTES Son aditivos que permiten, una reducción de la cantidad de agua para igual trabajabilidad, o un aumento de la manejabilidad para igual proporción de agua, es decir, provoca la dispersión de las partículas de cemento, agrupadas en flóculos comúnmente en una mezcla sin aditivos. Esos aditivos mejoran la aptitud a la deformación de los morteros y hormigones frescos bajo el efecto de un medio de compactación dado; su característica principal es aumentar la manejabilidad del concreto fresco, y/o reducir la cantidad de agua utilizada para un asentamiento determinado.
  • 12. Lo más frecuente es que se presenten bajo la forma de un líquido de color pardo oscuro, de una densidad que oscila entre 1,10 y 1,25 kg/dm3 (más raramente bajo la forma de un polvo de color castaño un poco claro). Las dosis que suelen utilizarse varían, en general, entre 1,0 y 2,0% de la masa del cemento. Algunos de los productos base que se emplean para fabricar los aditivos plastificantes son: - Jabones de resina o de abietato alcalino sódico o potásico (obtenidos por tratamiento de resina vegetal). - Lignosulfonato sódico o cálcico (subproducto de la fabricación de la pasta de papel). Sales de calcio, sodio y amonio del ácido lignosulfónico. - Sulfonatos de alkilarilo (productos sintéticos). El formaldehído melanina sulfonatado. - Sal de hidrocarburo sulfonado (subproducto obtenido en el tratamiento del petróleo). Sales de ácido carboxílico hidroxilatado. - Ester de poliglicol.
  • 13. POLVOS FINOS: - Harina fósil de diatomáceas silificadas. - Bentonita: arcilla coloidal. - Cales grasas o hidráulicas finas, cenizas volantes y puzolanas molidas y pulverizadas. Los polvos finos e inertes, mejoran las características de los hormigones frescos en la medida en que estos hormigones carecen de elementos muy finos. En este caso la exudación disminuye y las resistencias mecánicas pueden quedar aumentadas.
  • 14.
  • 15. Los aditivos plastificantes se pueden utilizar en todo tipo de concretos, donde se requieran condiciones normales o particulares de colocación: - Mejoran los concretos bombeados, lanzados y los normales o convencionales. - Mejoran los concretos simples (sin refuerzo), reforzados, prefabricados, pretensados ynormales. - Mejoran notablemente la manejabilidad de las mezclas, o alternativamente permiten reducir el agua a utilizar, ganando resistencias finales en el concreto. - Permiten obtener concretos impermeables, solos o en combinación con los aditivos incorporadores de aire. En resumen, el aditivo tipo A se utiliza por: 􀂙 La disminución del agua, que tiene por objeto incrementar la resistencia del concreto sin aumentar el contenido del cemento, disminuir la porosidad de la pasta de tal forma que disminuya la permeabilidad; la consistencia del concreto será la misma que la del concreto sin aditivo a pesar de la disminución del agua.
  • 16. TIPO B – RETARDADOR Son aditivos que aumentan el tiempo de fraguado, es decir la mezcla permanece fluida más tiempo. Al uso de retardadores, en general, lo acompaña alguna reducción en la resistencia, principalmente en los primeros días, mientras que los efectos de estas sustancias en las demás propiedades del concreto, como la contracción, pueden no ser previsibles. Por tanto, las pruebas de aceptación para los retardadores deberán hacerse con materiales de la obra para las condiciones previstas. Es preferible que el aditivo sea presentado bajo forma líquida y las dosis a utilizar varían, en la práctica, entre el 0,1 y el 1% de la masa del cemento. La dosis media debería ajustarse para el cemento y los demás materiales que se va a emplear en la construcción.
  • 17.
  • 18. TIPO C – ACELERANTE Son aditivos químicos generalmente líquidos, que permiten acelerar el fraguado y tener resistencias iniciales y finales más altas. La mayor parte de los acelerantes comúnmente usados producen un aumento de la contracción que sufre el concreto al secarse. Frecuentemente se dosifican estos aditivos entre 1,5 y 5,0% de la masa del cemento en la mezcla.
  • 19. Con los aditivos acelerantes obtenemos las siguientes ventajas: - Desarrollo de resistencias más rápidamente. - Mejora de las características del terminado. - Disminución de los agrietamientos. - Cumplimiento de su función estructural más temprano. Las siguientes sustancias se utilizan como base para fabricar los aditivos acelerantes: - Cloruros: cálcico, sódico, de aluminio, de hierro, amónico. - Nitrato y nitrito de calcio. - Formiato de calcio. - Trietanolamina. - Ácido oxálico. - Fluosilicato sódico. - Alunita. - Las bases alcalinas: sosa, potasa, amoníaco. - Carbonatos, silicatos y fluosilicatos, boratos de sosa o de pota
  • 20. El cloruro de calcio es el aditivo acelerante más común empleado y deberá añadirse en forma de solución como parte del agua de mezcla. Si se añade al concreto en forma seca, puede suceder que no todas las partículas secas se disuelvan durante la mezcla. Los terrones que no se disuelven en la mezcla pueden producir reventones o manchas negras en el concreto endurecido. En forma seca, el cloruro de calcio puede también reducir la eficacia de los aditivos inclusores de aire. La cantidad de cloruro de calcio añadida, en ningún caso deberá exceder del 2% en masa del cemento. Una cantidad mayor creará problemas y puede ser perjudicial para el concreto, que puede hacerse rápidamente inmanejable, aumentar su contracción al secarse y corroer el refuerzo.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24. TIPO E - PLASTIFICANTE – ACELERANTE Son una variedad de aditivos que cumplen una doble función: plastifican la mezcla aumentando su manejabilidad, permitiendo una colocación y compactación más fácil y aceleran la ganancia de resistencia a temprana edad y a edades tardías.
  • 25. TIPO F – SUPERPLASTIFICANTE Este aditivo apareció en el mercado alrededor de los años 70, coincidiendo con la necesidad de la industria de la construcción y de los diseñadores de reducir las secciones de los elementos portantes en rascacielos, puentes, etc. Se precisaba entonces de un hormigón con la reología necesaria para que escurriera como un fluido dentro de las formaletas congestionadas de acero y que brindara resistencias muy por encima de las normales ya que las secciones eran mínimas Los superplastificantes son de una categoría superior a la de los plastificantes, permite dosificaciones hasta 5 veces mayores, sin alterar significativamente el tiempo de fraguado ni su contenido de aire.
  • 26.
  • 27. OTROS ADITIVOS Incorporadores de aire El descubrimiento de los aditivos incorporadores de aire se hizo alrededor del año 1930, su utilización ha sido, sin duda, uno de los mayores progresos realizados en la tecnología de los hormigones, puesto que mejoran, a la vez, las propiedades de los hormigones en estado frescos y las de los hormigones en estado endurecidos Los aditivos incluidores de aire se pueden clasificar dentro de los plastificantes, porque esta es una de sus características, aunque no la primordial, debido a que son especialmente importantes en aquellos sitios en donde las estaciones están bien marcadas y se presenta durante el invierno el fenómeno de la congelación del agua.
  • 28. Los porcentajes normales de aire incorporado varían entre 3 y 6%; la efectividad de un incluidor de aire varía con la granulometría de las partículas dentro de las cuales va a actuar, en la fracción muy gruesa no tiene influencia y en la fracción muy fina, así como en el cemento fino, no actúa ya que su acción queda totalmente inhibida. La dosificación de los incluidores de aire, por lo general, varía entre el 0,008 y el 0,26% de la masa del cemento en la mezcla. Las principales sustancias que sirven de base para fabricar aditivos incorporadores de aire son: - Aceites y grasas de origen animal y vegetal. - Jabones alcalinos de ácidos grasos naturales como el estearato de sodio, los oleatos (derivados del ácido oleico), los lauratos (derivados del ácido laurico). En realidad, lo que se emplea no son los ácidos grasos puros, sino una mezcla de ácidos grasos extraída del sebo, llamada estearina (los ácidos grasos del sebo son principalmente los ácidos estéricos, palmítico y oleico). - Sulfonatos de alcohol graso. - Jabones sódicos de ácidos polihidroxicarboxilicos.
  • 29. Con los usos de los aditivos incorporadores de aire se obtienen los siguientes beneficios: - Reduce la permeabilidad del concreto. - Reduce la segregación y la exudación. - Aumenta la plasticidad y la manejabilidad. - Protección contra la acción de aguas agresivas. - Mejorar la durabilidad a ciclos de humedecimiento y secado. Sin embargo, se tiene que tener en cuenta que a medida que aumenta la dosis del aditivo incorporador de aire, aumenta el volumen de aire incorporado, sólo que después de cierta dosis se satura la solución y aunque agregamos más aditivo el contenido de aire no aumentará.
  • 30. Impermeabilizantes El objeto de obtener concretos y morteros impermeables es impedir el paso del agua o su absorción, pero también hacerlos lo mas resistentes posibles contra la penetración de agentes agresivos que puedan producir la descomposición del hormigón. Existen dos procedimientos para lograr la impermeabilidad: el primero es revestir la superficie del hormigón con una capa impermeable, generalmente a base de material bituminoso siempre que no se trate de proteger de agentes agresivos como la gasolina, kerosene, aceites, etc., caso en el cual hay que recurrir a recubrimientos especiales.
  • 31. El segundo método se basa en lograr impermeabilizar toda la masa del hormigón o del mortero, o sea la impermeabilización integral de los mismos, lo cual se alcanza añadiendo a la mezcla un aditivo adecuado. El agua puede penetrar al concreto por presión, que es el caso de obras sumergidas, como por ejemplo: paredes de presas o depósitos; o por capilaridad, donde los aditivos incorporadores de aire pueden servir como impermeabilizantes. Los principales productos que sirven para fabricar aditivos impermeabilizantes integrales son: - Jabones metálicos (estearatos, oleatos y lauratos). - Sulfato de aluminio, carbonato sódico, oxalato sódico, coloides susceptibles de hincharse, a base de algas marinas (alginato sódico, por ejemplo) o de plantas de la familia de las leguminosas (aunque la presencia de azúcar puede convertirlos en retardadores de fraguado).
  • 32. Anticongelantes Son productos químicos solubles, análogos a los acelerantes, que activan la hidratación del cemento; el calor de hidratación se desprende más a prisa. Pueden aumentar en algunos grados la temperatura del agua de amasado por reacción exotérmica o rebajar su punto de congelación. El hormigón de este modo, puede endurecerse antes de que sobrevenga su congelación. Pueden igualmente proteger el hormigón endurecido.
  • 33. Como en el caso de otros productos químicos, su acción depende: - De la concentración en el agua de amasado. - De la naturaleza del congelante - De la granulometría de la arena. Tomando determinadas precauciones permiten colocar concreto hasta a -10 grados centígrados Tomando determinadas precauciones permiten colocar concreto hasta a -10 grados centígrados. Los productos de base son en la mayoría de los casos, los mismos que los utilizados en el caso de los acelerantes. Los bi o trivalentes comprenden: - Un acelerante, aparte del CaCl2 pueden ser empleados silicatos o carbonatos alcalinos (sosa o potasa) y aluminato u oxalato sódico. - Un agente inclusor de aire, generalmente a base de lignosulfito. - Un dispersante, agua en el caso de un aditivo líquido; o tierra de infusorios, cal, en el caso de un aditivo en polvo. - Un producto que evita el envejecimiento como gluconato sódico o urea.
  • 34. Expansivos o Expansores Hace ya mucho tiempo que se pensó en fabricar conglomerantes expansivos o bien agregar al cemento productos susceptibles de hincharse, su objeto era compensar los efectos de la retracción o bien ejercer esfuerzos de expansión regulares. Se aprobaron algunas patentes relativas a la adición de cal viva CaO o de MgO calcinadas, de anhidrita de yeso crudo o de polvos metálicos oxidables. El papel de estos aditivos consiste en aumentar el volumen del concreto durante el fraguado y antes de producirse el endurecimiento de la pasta. Las sustancias más comunes que tienen esta propiedad son: la limadura de hierro y el aluminio en polvo. Las primeras producen la expansión por la oxidación del hierro y el segundo porque reacciona con el cemento produciendo hidrógeno.
  • 35. Estos aditivos se emplean para producir concreto ligero denominado "concreto celular" (de estructura porosa, por lo tanto tiene baja masa unitaria, lo anterior trae como consecuencia un descenso de la resistencia mecánica). Una de las aplicaciones de estos aditivos expansivos es adicionarlo a hormigones o morteros que van a sellar ductos en concretos pre o post-tensados. Larga vida Es una combinación de aditivos que se utilizan en la producción de morteros de larga vida. Están compuestos por estabilizadores retenedores de agua y retardadores plastificantes. No hay que confundirlos con retardadores, puesto que lo que ocurre es que el fraguado se inicia tan pronto entra en contacto con la unidad de mampostería y toma prácticamente el mismo tiempo que un mortero sin aditivo.
  • 36. Colorantes El hormigón puede ser coloreado en toda su masa gracias a polvos finos constituidos, la mayoría de las veces, por óxidos metálicos naturales o sintéticos, mezclados con el cemento. Están caracterizados por sus curvas granulométricas. Las cualidades que se exigen a los colorantes son las siguientes: - Regularidad del tono y elevado poder colorante. - Buena aptitud de mojado y mezcla fácil de efectuar. - Insolubilidad en el agua. - Estabilidad ante la luz y los agentes atmosféricos. - Neutralidad química.
  • 37. Inhibidores de corrosión Las armaduras de acero colocadas en el hormigón están protegidas de la oxidación por que están sumergidas, por lo menos durante las primeras edades, en un medio básico. El acero se recubre de una capa protectora muy delgada y queda pasivo. Sin embargo, el concreto puede carbonatarse con el tiempo, el PH puede descender y la protección del acero ya no queda asegurada. Desde hace algún tiempo, ciertos investigadores han ensayado aditivos de productos destinados a evitar la corrosión; los inhibidores de corrosión actúan formando en la superficie del metal una película protectora muy insoluble.
  • 38. Los inhibidores de corrosión más usados, utilizados disueltos en el agua de amasado del concreto, en dosis variable del 1 al 3% de la masa de cemento, son: - Nitrito sódico. - Benzoato sódico. - Cromato potásico. - Molibdatos de sodio o de potasio. - Fosfatos. Igualmente puede añadirse una cantidad del orden del 10% de estos productos a una lechada de cemento, destinada a recubrir las armaduras de acero antes del vaciado del hormigón en los encofrados o moldes.
  • 39. Fungicidas, germicidas, insecticidas En ciertos casos particulares, el hormigón (como la madera) puede ensuciarse o ser atacado por parásitos de origen vegetal o animal (solamente cuando ya esta carbonatado). Es el caso de las obras de hormigón o juntas de mortero conservadas en medio ambiente: húmedo, agresivo (agua dulce o salada, agua sucia, etc.). Pueden crecer en los morteros y hormigones, cuando su superficie no es suficientemente lisa y compacta, hongos microscópicos, mohos o algas. Hay un medio preventivo que consiste en incorporar al cemento, durante su amasado, sales de cobre. Se han advertido ataques superficiales en el concreto que pueden profundizar 10 mm, y se deben a un hongo que llega en las formaletas o encofrados de madera. Hay también microorganismos que pueden atacar el hormigón.
  • 40. Espumantes para aplicaciones especiales Recientemente se han desarrollado aplicaciones constructivas que demandan efectuar un ajuste sobre la densidad de mezclas de concreto o mortero, bien sea con el propósito de reducir la carga muerta de la estructura de ciertos elementos no estructurales como en morteros de afinado de pisos o el pendientado de cubiertas previo a la impermeabilización flexible.
  • 41. RECOMENDACIONES DE EMPLEO Y PRECAUCIONES El empleo de un ADITIVO supone, en primer término, que haya sido correctamente escogido, y a continuación que está bien utilizado. Las recomendaciones de empleo están dadas en general por las informaciones del fabricante. Las precauciones que deben tomarse son: - Productos en polvo, conservarlos en un sitio seco, sobre todo si el envase es defectuoso. - Productos líquidos, puede formarse un sedimento, de manera que es preferible agitarlos antes de su utilización. - En invierno, en regiones donde desciende mucho la temperatura, es necesario conocer su punto de congelación y almacenarlos. - Cerciorarse de que no se ha excedido el plazo límite de utilización. - Atenerse a las instrucciones para su empleo, en especial en el caso de tener que manipular productos tóxicos.
  • 42. Entre los errores más frecuentes tenemos: - Errores de dosificación. - Exceso global (por ejemplo confusión entre las unidades de medida). - Exceso de dosificación local debido al mal reparto del producto. La homogeneidad y la buena distribución del aditivo en la masa de los morteros o de los hormigones es fundamental. - Las incompatibilidades con ciertos conglomerantes. Esta es la razón por la cual conviene siempre controlar los productos en la obra, mediante ensayos preliminares y luego durante la producción del hormigón. - La utilización simultanea de varios tipos de aditivos que pueden no ser compatibles (consultar con el distribuidor especializado).
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