PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERUTECNOLOGIA DEL CONCRETO I

Perodo 2001-2

ADITIVOS PARA CONCRETO

Que son los aditivos para concreto?Materiales adicionales al agua, agregados, cemento y refuerzo con fibra, empleados como ingredientes del concreto o mortero, aadidos inmediatamente antes o despus del mezclado.

(ComitACI 116.R-2)

Caractersticas Generales

Materiales orgnicos e inorgnicos Modificacin dirigida del comportamiento del concreto en estado fresco y/o endurecidoTendencia internacional a usarlos como un componente normalFrecuentemente se desconocen sus propiedades y potencial de usoHerramienta fundamental en el balance econmico de riesgos calculados en las obras

Clasificacin General ASTM C-494Tipo AReductores de aguaTipo BRetardadoresTipo CAcelerantesTipo DReductores de agua & RetardadoresTipo EReductores de Agua & AcelerantesTipo FReductores de agua de alto rangoTipo GReductores de agua de alto rango & RetardadoresASTM C-260 Incorporadores de aire Aditivos Minerales Curadores Nuevas tecnologas

Que son los reductores de agua?Aditivos que incrementan el asentamiento o trabajabilidad del mortero o concreto fresco sin aumentar el contenido de agua inicial O mantienen la trabajabilidad permitiendo reducir una cierta cantidad de agua de mezcla, siendo el efecto debido a factores diferentes al aire incorporado. (Comit ACI 116.R-2)Pueden usarse como plastificantes, como reductores de agua o como ambos.

Beneficios Generales de los aditivos Plastificantes-Reductores de aguaEn las propiedades del concreto fresco :Disminucin de la relacin Agua/CementoMejora en la trabajabilidad, bombeabilidad, colocacin y acabado superficial.Reduccin de segregacinAhorro de cementoMayores rendimientos en los procesos constructivos

Beneficios Generales de los aditivos Plastificantes-Reductores de aguaEn las propiedades del concreto endurecido :Resistencia mejoradaDisminucin de la permeabilidad.Incremento de la durabilidadCalidad ms controlada

Efecto de la relacin A/C en la resistencia en compresin

Efecto de la compactacin en un concreto convencionalAgua/Cemento = 0.35Slump = 1/2 pulg. Sin vibrar Vibrado 100 kg/cm2690 kg/cm2Resistencia en compresin

Efecto de la compactacin en un concreto plastificadoAgua/Cemento = 0.35Slump = 1/2 pulg. Sin vibrar Vibrado 490 kg/cm2690 kg/cm2Resistencia en compresin

Curvas A/C vs PlasticidadA/C a/c - 0.23 - 0.27a/c = 0.36 - 0.40SLUMP, pulg..Agua paraHidratacinContenido de Agua12108642-20

Tipos de Plastificantes-Reductores de AguaConvencionalesRango medioAlto rango

Plastificantes - ReductoresSin aditivoAlto RangoConvencional Rango Medio

Plastificantes Reductores Convencionales(ASTM C - 494 Tipo A)

Efecto de Superficie LubricanteReduccin Agua hasta 5% Dosificacin usual 0.2% a 0.5% del peso del cementoConcretos con Slump hasta 5Concretos con relacin A/C moderada a alta

Curvas A/C vs PlasticidadReductores de agua ConvencionalesA/CA/C=- 0.23 - 0.27A/C - 0.36 - 0.40SLUMP, pulg..Agua paraHidratacinContenido de agua12108642-20

Inconvenientes de los plastificantes-reductores de agua convencionalesExudacin excesivaPoca economa de cementoRetardo en fraguado inicialDesarrollo lento de resistenciaCuando se usan en dosis alta :

Plastificantes - Reductores de Rango Medio (ASTM C-494 A y F )5%-15% de reduccin de aguaSlumps de 5 - 8 pulg.(125 - 200 mm) Concretos con A/C moderada a bajaEfecto de superficie incrementado Resistencias iniciales y finales altasSe usan en combinacin con los de alto rango para relaciones Agua/Cemento muy bajasMuy buen acabado superficialDosis usual 0.5% a 1% del peso del cementoFraguado inicial controlado

Curvas A/C vs PlasticidadReductores de aguaConvencionales Reductores de agua de rango medioA/C A/C = 0.23 - 0.27A/C = 0.36 - 0.40SLUMP, In.Agua paraHidratacinContenido de agua12108642-20

Plastificantes - Reductores de agua de alto Rango (Superplastificantes)(ASTM C - 494 Tipo F, ASTM C - 1017)

Efecto aninico multiplicadoAccin lubricante de duracin variable slump > 6: 1era Generacin 1960s - 30a 45(uso en obra) 2da Generacin 1970s - 1 hr. (uso en planta) 3era Generacin 1980s - 2 hrs.(uso en planta)Reduccin de agua notable : 1era Generacin 1960s - 15% a 20%2da Generacin 1970s - 20% a 30%3era Generacin 1980s - Hasta 40%Dosis usual 0.5% a 2.0% del peso del cemento

Ventajas : Mejoramiento excepcional de la trabajabilidad, rapidez en vaciados, concretos de alta resistencia, aceleracin de resistencias, reduccin de trabajo de compactacin, bombeo a grandes alturas, disminucin de mano de obra, mejores acabados en concreto expuesto, baja permeabilidad.Precauciones : Incrementar finos, evitar sobredosificacin, mayor presin en encofrados Relaciones A/C muy bajas Slump de 8 a 12 Concreto fluido

Curvas A/C vs PlasticidadReductores de agua convencionales Reductores de agua de rango medioReductores de agua de alto rangoA/CA/C=- 0.23 - 0.27A/C=- 0.36 - 0.40A/C - 0.29 - 0.31SLUMP, In.Agua parHidratacinContenido de agua12108642-20

Aditivos para control del fraguado del concretoAcelerantesDe endurecimientoDe resistencia De endurecimiento y resistenciaRetardadoresDe endurecimiento

Tiempo de fragua vs disminucin temperatura del concreto fresco

Tiempo de Temperaturafragua aprox. 70 F (21 C)6 Horas 60 F (16 C)8 Horas 50 F (10 C)11 Horas 40 F (4 C)14 Horas 30 F (-1 C)>19 Horas, inicio congelamiento 20 F (-7 C)Se detiene hidratacin y se congela

Efecto de las bajas temperaturas en la resistencia en compresion del concretoVaciado y curado 28 das a la temperatura indicada, y luego curado a 73 F (23 C) hasta la edad de ensayo.Edad en diasResistencia fc en % de fc 28dias Concreto curado a 73F (23C)

Efecto del congelamiento en la resistencia en compresin a 28 Das 100806040200Percentage ofStandard 28-Day Compressive StrengthAge at which specimens were frozen, in hours110Edad a la que se produjo el congelamiento en horas Porcentaje de laResistencia en compresin standard fc a 28 das

Efecto de la Temperaturadel concreto en el SlumpRequerimiento de agua Temperatura del concreto , F Contenido de cemento : 307 kg/m3% de aire = 4.5%, T.Mximo del agregado = 11/2 Necesidad de agua en % del agua inicial para aumentar el slump en 1 pulgada

Temperaturas tpicas del concreto vs humedad relativa que pueden producir fisuracin por contraccin plstica 105 (41)90100 (38)8095 (35)7090 (32)6085 (29)5080 (27)4075 (24)30Humedad relativa %Temperatura del concreto F (C)

Acelerantes (ASTM C - 494 Tipo C)

Actan sobre el C3A y C3S reduciendo el tiempo de inicio de endurecimiento y/o acelerando resistencia.Usualmente sacrifican resistencia a largo plazo, reducen trabajabilidad, aumentan contraccin por secado y disminuyen exudacin.Provocan menor resistencia al ataque de sulfatos.Incrementan calor de hidratacin.

Acelerantes (ASTM C - 494 Tipo C)Convencionales : Cloruros, carbonatos, silicatos, fluorsilicatos. Dosificacin usual 1.0% a 2.0% del peso del cemento. Cloruro de Calcio El mas usado TabNo Convencionales : Carbonato de Sodio, Aluminato de Sodio, Hidrxido de Calcio, Silicatos de Calcio. Dosis variable.Ventajas : Vaciados en clima fro, desencofrar en menor tiempo, adelanto de puesta en servicio, reducir tiempo para acabado, fugas de agua, shotcrete.

Seis requisitos para laCorrosin1)agua2)oxgenoCtodoAnodoRuta inica6)Flujo electrnico xido

Retardadores (ASTM C - 494 Tipo B)

Actan sobre el C3A aumentando el tiempo de inicio de fraguado inicial y final.Tambin efecto de superficie --> LubricanModificaciones de plastificantes. Ventajas : Facilitan los vaciados voluminosos y complejos, ideales en clima clido, transporte a largas distancias, bombeo de gran longitud, emergencias de obra. Dosificacin usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento. Cuidado con sobredosis !

INCORPORADORES DE AIREQue es el aire incorporado?Es la introduccin de aire en el concreto en la forma de vacos o burbujas de caractersticas particulares dispersadas en la mezcla como resultado del empleo de aditivos incorporadores de aire.

Comparacin con una cabeza de alfiler para mostrar escala

Por que el aire incorporado?Congelamiento-deshielo/ Impermeabilidad/Durabilidad!!!

Requisitos para Durabilidad al congelamiento-deshielocon incorporadores de aireContenido de aire : 5% - 7% en volumenTamao de burbujas = 0.065 a 0.01( 0.17 mm a 0.25mm)Factor de espaciamiento (distancia entre burbujas) = 0.008 in. (0.20 mm) o menos

Incorporadores de aire ( ASTM C - 260)Controlan fenmeno de hielo y deshieloPrimeras versiones en 1940sEstructura adicional de vacos de tamao y ubicacin especial. Factor de espaciamiento.Incorporan de 3% a 6% de aire y lubrican.Impermeabilizan durabilidadDosis usual 0.02% a 0.10% del peso del cemento.Tipos : Resina vinsol, resinas de madera, cidos grasos, cidos de aceites vegetales, detergentes sintticosDiferencias : Velocidad de generacin, prdida con mezclado o vibrado, tamao burbujas, compatibilidad.!!OJO!!! Medirlo

Aditivos Minerales

Reaccionan con Hidrxidos de Calcio del cemento creando mas cemento. Puzolanas.Microslice.Escoria de altos hornos.

MicrosliceResiduo de industria de metales silceos : Partes de aviones, autos, chips computadoras, masillas.Reduccin de la permeabilidadMaterial muy fino con alta demanda de aguaProduce concreto muy denso con excelente resistencia a largo plazo.Gran durabilidad a la agresividad qumica y mecnica.Requiere el empleo de superplastificantes.

CementoPortlandMicroslice

Microslice compactada seca

Microslice en lechada

Curadores Qumicos

!!!Curado : Humedad, Temperatura, Tiempo!!!Principio de membrana.

Tipo emulsiones de parafina o acrlicas.

Tipo soluciones de resina en solvente voltil.

Pruebas de eficiencia.

Ocasin y tcnica de colocacin.

Aplicacin de Retardador de Evaporacin

Aplicacin de curador qumico

Nuevas Tecnologas en aditivos para concreto

Inhibidores de corrosinHacen lento el ingreso de cloruros hacia el acero de refuerzoBasados en Nitrito de CalcioAceleran el endurecimientoIncrementan durabilidad ante corrosin

Reductores de contraccinMinimizan la contraccin plstica y la diferida reduciendo la fisuracin del concreto.1997 Introduccin en USATienen muy poco efecto en las propiedades en estado plstico

Superplastificantes de cuarta generacin en base a Tecnologa de PolicarboxilatosBajas dosisUltra-Alta Reduccin de agua con mnimo retardo ( hasta 50%)Endurecimiento rpido y desarrollo de resistencia inicial mejorado Caractersticas mejoradas para acabadosTrabajabilidad extendida

Inhibidores de hidratacinDuermen el concreto hasta por 72 horas sin efectos secundarios negativosMejoran caractersticas resistentesIdeales en shotcrete va hmedaSuministros a larga distancia

Aditivos antilavado para concreto bajo aguaConcreto normalConcreto conantilavado

Aditivos naturales y de procedencia corriente

Acelerantes : Azucar, dosis > 0.25% peso cemento Urea, cido lctico, cido oxlico(pulidores de metal)

Plastificantes Retardadores : Almidn, dosis = 0.10% peso del cemento Azucar, dosis < 0.25% peso del cemento Celulosa, dosis = 0.10% peso del cemento Acido tartrico, , dosis = 0.25% peso del cemento Resinas de madera en dosis variables

Incorporadores de aire : Detergentes caseros Resinas de madera Algas

FIN

When reinforcing steel is embedded in the highly alkaline environment of concrete, a natural protective layer (passivation layer) is formed on the steel bars. Chloride ions from deicing salts or marine exposure can break down this protective layer. If this occurs, and moisture and oxygen are present, corrosion of the reinforcing steel can result.

The corrosion products are larger than the initial steel reinforcement creating internal stresses high enough to crack the concrete. The cracked concrete rapidly deteriorates because additional chlorides and moisture have direct access to the steel. Silica fume is amorphous and consists primarily of silicon dioxide (SiO2). It is a light to dark gray powder about 100 times smaller than portland cement. This slide shows the comparison of relative particle size differences between portland cement and silica fume as viewed under the microscope.

RHEOMAC SF 100 dry, compacted, silica fume mineral admixture is used to produce extremely strong, durable concrete possessing special performance qualities.

RHEOMAC SF 110 slurry silica fume mineral admixture is used to produce extremely strong, durable concrete possessing special performance qualities.

The application of an evaporation reducer was applied immediately after finishing to allow the silica fume concrete to retain water prior to curing