ADITIVOS PLASTIFICANTES/REDUCT

ORES

• Los aditivos para el hormigón son sustancias que se añaden al hormigón para mejorar o modificar alguna de sus propiedades. En muchas ocasiones los aditivos son imprescindibles para poder siquiera llegar a obtener hormigón de las características previstas. Actualmente, la práctica totalidad del hormigón fabricado contiene algún aditivo.

• Un aditivo es un “producto incorporado en el momento del amasado del hormigón en una cantidad no superior al 5% en masa, con relación al contenido de cemento en el hormigón, con objeto de modificar las propiedades de la mezcla en estado fresco y/o endurecido"

• Los aditivos se fabrican de forma cuidadosa y pasan controles de calidad muy severos. Puede decirse que, de todos los componentes que intervienen en la composición del hormigón, el aditivo es el mas controlado, mas uniforme y mas definido químicamente.

ADITIVOS PLASTIFICANTES/REDUCTOR

ES DE AGUA

ANTECEDENTES• En nuestro país al menos el 75% del concreto elaborado

no incluye el uso de aditivos y estos concretos manejan en muchas ocasiones dosificaciones por volumen y con poca o nula supervisión técnica, ello conlleva a un consumo elevado de agua y cemento (solo el cemento representa entre el 60 a 70% del costo por m3 del concreto). Si sumamos a lo anteriormente expuesto un nulo control de calidad de los agregados tenemos como resultado una baja calidad en el concreto con costos muy elevados, es decir podemos llegar a consumir 9 bolsas de cemento Tipo I o más por m3 para elaborar un concreto de f’c =210 kg/cm2, cantidad muy alta si se tiene en cuenta que con el uso de aditivos plastificantes y un adecuado control de calidad podemos elaborar dicho concreto con solo 7 bolsas o menos.

• Si consideramos que en un gran porcentaje de obras como sucede en edificaciones de viviendas familiares en los Conos de Lima, no se cuenta con la supervisión de un profesional calificado, la obtención de un concreto de buena calidad en cuanto a su resistencia y durabilidad es prácticamente imposible.

• La aparición de los aditivos Plastificantes también conocidos como reductores de agua hace más de medio siglo han venido empleándose brindando al concreto una serie de ventajas a tal punto que hoy en día constituye un insumo obligatorio para la elaboración de concretos. A nivel Mundial la Industria de Concreto Premezclado los emplean y en países como España y USA forma parte del 100% de los concretos elaborados.

ACCIÓN DE LOS ADITIVOS PLASTIFICANTES

• En un concreto elaborado con aditivos plastificantes las partículas de cemento se dispersan con efectividad,  obteniendo de esta manera una mayor trabajabilidad, lo cual permite optimizar cantidad de agua en un diseño de mezcla y por ende cantidad de cemento para una misma relación agua/cemento. Adicionalmente a ello, los aditivos plastificantes permiten una óptima hidratación de las partículas de cemento en comparación con el caso de no emplearlos, es decir el empleo de aditivos plastificantes nos permite elaborar concretos con una menor cantidad de agua por m3 y además mejorar la eficiencia en cuanto a la hidratación del cemento.

• Los aditivos plastificantes actúan fijándose de las partículas de cemento, provocando su dispersión, con lo que aumenta su fluidez de la pasta.

• En nuestro medio tenemos distintas opciones y marcas de aditivos que son importantes verificar previamente teniendo en cuenta tipo de cemento, calidad de agregados, condiciones de temperatura, etc.

En general los aditivos plastificantes convencionales proporcionan las siguientes ventajas:

• Nivel de reducción de agua de mezcla hasta un 15% (Para el caso de superplastificantes que funcionan conforme a lo descrito anteriormente pero con un efecto mayor se puede lograr hasta un 40% de reducción de agua inclusive). La reducción de agua nos permite disminuir cantidad de cemento para un diseño determinado.

• Mejor eficiencia en la hidratación de cemento.• Brinda al concreto una mejor consistencia

pues se optimiza y/o controla de mejor forma la cantidad de agua.

• Permite obtener concretos con mayor slump sin alterar resistencias a compresión.

• Mayor facilidad en la colocación y compactación del concreto reduciendo de manera notable el problema de cangrejeras. muy frecuente en obras lo cual representa costos adicionales de reparación.

• Menor permeabilidad del concreto.

MODO DE EMPLEO Y VENTAJA ECONÓMICA

• La dosis de aditivo plastificante está en función de la cantidad de cemento empleado y es importante definir su dosificación mediante pruebas preliminares que consideren los mismos insumos del concreto a usarse en obra y de preferencia con las mismas condiciones ambientales.

• Por lo general un aditivo plastificante mejora su eficiencia si va diluido en parte del agua de diseño según dosis definida con anterioridad y colocado dentro de la mezcladora después del ingreso de los materiales secos en la parte final.

• Cuando tenemos el requerimiento de elaborar un concreto de elevada fluidez y/o baja relación agua / cemento es importante considerar el uso de un aditivo superplastificante el cual permite una reducción del agua de diseño hasta en un 40%. Un superplastificante por lo general se agrega a la mezcla al final de todos los insumos.

• En nuestra experiencia podemos indicar que el nivel de reducción de costo por m3 para un concreto f´c=210 kg/cm2 empleando aditivos plastificantes está comprendido entre un 10% a 15% inclusive. Ello adicionalmente a todas las ventajas técnicas descritas con anterioridad. Para el caso de concretos de mayor resistencia a compresión, el nivel de reducción de costo es aún mayor si tenemos en cuenta su alto consumo de cemento.

• Si adicionalmente a la ventaja económica a nivel de menor consumo de cemento consideramos el menor costo por temas operativos (disminución de resanes, mejor compactación, etc.) la ventaja es aún mayor y podemos afirmar que hoy en día el empleo de este tipo de aditivos constituye un componente obligatorio en la elaboración de concretos. Su aplicación es sencilla y es importante considerar un estudio preliminar en conjunto con los demás componentes del concreto y un adecuado soporte técnico (ello en general para cualquier tipo de concreto independiente del empleo de aditivos).

ADITIVOS REDUCTORES

Concepto• Aditivo reductor de

agua o plastificante: Es un aditivo que, sin modificar la consistencia, permite reducir el contenido en agua de un determinado hormigón, o que, sin modificar el contenido en agua, aumenta el asiento (cono de Abrams) / escurrimiento del hormigón, o que produce ambos efectos a la vez.

ClasificaciónDesde el punto de vista químico:• Lignosulfonatos• Naftalen sulfonatos y

melamina sulfonatos• Policarboxilatos

Lignosulfonatos

Pertenecen a la primera generación de aditivos plastificantes para el hormigón y son aún bastante utilizados dentro de la tecnología más simple de aditivos. Se extraen del proceso de producción de celulosa dentro de la industria del papel. Se consigue una reducción de agua de aproximadamente el 10%.

Naftalen sulfonatos y melamina sulfonatos

Los naftalen sulfonatos se extraen del proceso de refinado del carbón. Comparados con los lignosulfonatos proporcionan una mayor reducción de agua, de hasta un 25%.La reducción de agua es similar a la de los naftalenos, pero mejoran considerablemente las resistencias a edades tempranas.

Policarboxilatos

La síntesis específica de estas macromoléculas, especialmente de las cadenas laterales, es lo que los hace mucho más específicos, ya que dependiendo de la aplicación concreta que se busque, son capaces de variar enormemente la trabajabilidad del hormigón, o bien pueden retrasar o acelerar de forma importante el fraguado, mejorar las resistencias iniciales y/o finales, etc. Con este tipo de aditivos se pueden alcanzar reducciones de agua de hasta el 40

Clasificación

De acuerdo a la norma ASTM 494-92:• Aditivos tipo A• Aditivos tipo D• Aditivos tipo E

Tipo A

TS 494 Tipo A es un aditivo líquido que imparte al concreto fresco una alta reducción de agua, y obteniéndose altas resistencias a cualquier edad, o bien, una consistencia fluida para lograr una alta trabajabilidad. Cumple con las normas ASTM C 494 Tipo A.

Tipo D

TS 494 Tipo D es un aditivo líquido que imparte al concreto fresco una alta reducción de agua, y obteniéndose altas resistencias a cualquier edad, o bien, una consistencia fluida para lograr una alta trabajabilidad. Es también un retardante de fragua del concreto. No contiene cloruros. Cumple con las normas ASTM C 494 Tipo D.

Tipo E

TS 494 Tipo E es un aditivo líquido que imparte al concreto fresco una alta reducción de agua, mayor del 15% y obteniéndose altas resistencias a cualquier edad. Es un acelerante de fraguado que permite colar en climas fríos y facilita su colocación. Cumple con las normas ASTM C 494 Tipo E.

ADITIVO SUPERPLASTIFICANT

ES

ADITIVO SUPERPLASTIFICANTES

• DEFINICION

–Aditivo reductor de agua de alto rango, son químicamente diferentes a los aditivos reductores de agua normales.

–Reducen la cantidad de agua de mezcla hasta un 40% ayudando a lograr muy altas resistencias

• CLASIFICACION

Son clasificados en cuatro grupos : MLS (lignosulfonatos modificados) SMF ( formaldehido melanina

sulfanatado condensado) SNF (formaldehido naftaleno

sulfonatado condesado ) PCE ( policarboxilatos)

• APLICACIONESPermite su empleo en las siguientes aplicaciones: colocación en áreas que no son fácilmente accesibles Eliminación del problema de rotura y adaptación de

encofrados Facilidad de colocación en áreas de paneles, pisos,

cimentación de placas, puentes, pavimentos, cubierto de techos, losas, etc.

Empleo en aplicaciones de riesgo o roció, revestimiento de túneles, y molduras arquitectónicas especiales

Colocación en elementos con congestión de refuerzo En los casos en que se requiere superficies de concreto

uniforme y compacta. Bombeo satisfactorio del concreto Concretado en climas cálidos.

• EFECTOS EN LA PASTALa pasta constituye una pequeña, pero fundamental, parte del concreto pero influye en muchas de sus propiedades.

DISPERSION en la pasta se pueden presentar grandes

aglomerados irregulares de partículas de cemento. La comparación entre el cemento en suspensión sin el aditivo y con el super-plastificante muestra mejor dispersión y partículas mas finas

REOLOGIA– Las propiedades reológicas dependen de la

relación agua-cemento, tipo y superficie específica del cemento, procedimiento y tiempo de mezclado, y temperatura de hidratación

ABSORCION– EI estudio de la magnitud y cantidad de

absorción de diversos superplastificantes sobre los productos de hidratación proporciona información acerca de las propiedades reológicas y de fraguado del cemento.

POTENCIAL ZETA – Los coloides se encuentran en todas partes y su

conocimiento control se efectúa a través de la medición del potencial zeta

– La adición de super plastificantes provoca potenciales negativos y estos se ven reflejados en mayores asentamientos dependiendo de la cantidad de aditivo adicionada.

HIDRATACION– La magnitud de la hidratación del cemento y sus

componentes está influenciada por los superplastificantes, los cuales retardan la hidratación del C3A. A los pocos segundos del contacto con el agua el calor se desarrolla rápidamente lográndose el valor máximo entre 8 y 9 minutos en muestras que no contienen aditivo En las que si lo contienen, la cantidad total de calor generado en los primeros 30 minutos y el valor máximo son menores en comparación con las mezclas sin aditivo.

PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO

En las propiedades del concreto fresco

• Mejora en la trabajabilidad, bombeabilidad, colocación y acabado superficial.• Reducción de segregación• Mayores rendimientos en los procesos constructivos• Pérdida de asentamiento

a. TRABAJABILIDAD La trabajabilidad del concreto puede ser mejorada

por la adición de superplastificante a la mezcla.

Los factores queafectan son :

El tipo del aditivo El dosaje Momento de adición del aditivo Relación agua/cemento

RELACIONADOS CON LA TRABAJABILIDAD:

Consistencia fluidez

Las cuales describen la facilidad con la cual la mezcla fluye en los encofrados, facilitando la colocación sin segregación.

b. CONSISTENCIA

• La adición de superplastificantes aumenta el asentamiento del concreto.

• El dosaje requierido para un valor determinado del asentamiento depende del tipo de aditivo y del asentamiento inicial, requiriendo mayores dosajes las mezclas de bajo asentamiento.

• Para los Cementos tipo I, II y V, el valor inicial del asentamiento de 75 mm puede pasar a 225 por la presencia de 1.5% de aditivo.

• El valor puede variar dependiendo de la composición del cemento.

• En el rango de temperatura de 5°C a 30°C no hay grandes diferencias en la acción del aditivo.

c. PÉRDIDA DE ASENTAMIENTO• Los concretos con Superplastificantes se mantienen

con asentamientos mayores que los normales hasta los 60 a 90 minutos.

• Para mantener la trabajabilidad se debe añadir el superplastificante casi en el momento de descarga del concreto .

• La adición estimula la relación entre el C3A y el yeso.• Cuanto menor es el contenido de C3A mejor es el

comportamiento del Superplastificante.

d. EFECTO DE LOS DOSAJES REPETITIVOS

• Se ha demostrado que la magnitud de la absorción y el potencial Z se incrementa con cada redosis y que la viscosidad disminuye al mismo tiempo.

• El potencial Z se requiere para dispersar las partículas coaguladas antes de la primera dispersión.

e. SEGREGACIÓN Y EXUDACIÓN• En aquellos concretos en los que se emplea aditivos

Superplastificantes como reductores de agua, no ocurre segregación o exudación indebidas.

LA SEGREGACIÓN Y LA EXUDACIÓN

• Puede ocurrir con una cantidad excesiva de:

Aditivo Agua Proporcionamiento inadecuado de la mezcla Vibración prolongada O la combinación de los anteriores

Decrece con la reducción de la relación agua-cemento. En concretos fluidos la exudación y la segregación

puede ser reducidas y la cohesividad incrementada por la adición de finos.

A pesar de ser reconocidas las características propias de autoenrasamiento de los concretos con Superplastificante, esto no quiere decir que la vibración normal puede ser eliminada.

Se necesita cuidado para una apropiada consolidación.

f. REDUCCIÓN DE AGUA

• Los Superplastificantes pueden reducir los requisitos de agua del concreto en el orden del 15% al 30% sin afectar la trabajabilidad

• El concreto resultante presentará mayor resistencia y menor permeabilidad .

g. CONTENIDO DE AIRE Los Superplastificantes basados en SNF

(formaldehído naftaleno sulfonatado condensado) y lignosulfonatos incorporan algo de aire en el concreto.

En concretos fluidos los Superplastificantesfacilitanlaliberacióndeaire,normalmentedel1%al3%deaireestáperdido.

• Los Superplastificantes, en alguna medida, puede fomentar la unión de las burbujas de aire .

• Los concretos con superplastificantes requieren mayores dosajes de un agente incorporándose de aire con respecto a un concreto sin superplastificante.

h. TIEMPO DE FRAGUADO

• Los superplastificantes retardan el fraguado inicial del concreto .

• La extensión del retardo depende del tipo y dosaje del superplastificante.

• Los tiempos de fraguado pueden ser retrasados o acelerados cuando se emplea superplastificantes en combinación con otros aditivos .

EFECTOS SOBRE EL CONCRETO

ENDURECIDO

En las propiedades del concreto endurecido :

•Resistencia mejorada•Disminución de la permeabilidad.•Incremento de la durabilidad•Calidad más controlada

a. RESISTENCIA• Se puede alcanzar reducciones de agua de

alrededor del 30% en la fabricación del concreto empleando Superplastificantes .

• El incremento en las propiedades mecánicas tales como resistencia a la compresión , flexión y módulo de elasticidad , está relacionado con la reducción de la relación agua-cemento.

• Todos los concretos presentan incrementos de resistencia con la reducción del agua.

• Se ha registrado resistencias en compresión hasta de 800 kg/cm2 a los 28 días y 1200 kg/cm2 a los 25 días para este tipo de concreto.

b. CONTRACCIÓN Y ENDURECIMIENTO PLÁSTICO

• La contracción de los concretos a los que se ha adicionando superplastificantes es igual o menor que la de los concretos de referencia.

• Los valores de contracción son menores que los límites máximos prescritos por la Norma ASTM C 494 .

c. CONGELACIÓN Y DESHIELO• No hay criterios claros para aceptar o rechazar

concretos con superplastificantes sobre la base del tractor de durabilidad.

• Los morteros que contienen superplastificantes presentan buen nacimiento resistencia a la helada a pesar que el factor de esparcimiento puede ser mayor de 0.2 mm.

d. ATAQUE POR SULFATOS• Las soluciones de 3% de sulfato de magnesio que

atacan concretos en los que se ha incorporado Superplastificantes, no producen cambios en el peso y módulo dinámico de la especimenes.

e. CORROSIÓN

• La adición de un superplastificante al concreto no promueve ni la formación de óxido ni la corrosión en el refuerzo.

f. ADHERENCIA ACERO-CONCRETO• La incorporación de un superplastificante mejora la

adherencia entre el refuerzo y el concreto, tanto para los concretos normales como para los concretos livianos .

• Para un concreto normal, la adición de un superplastificante incrementa la resistencia por adherencia entre el acero y el concreto a los 7 días de 12 a 35 kg/cm2 para barras lisas y de 150 a 280 kg/cm2 para barras corrugadas.

EMPLEO CON OTROS ADITIVOS

• Si los aditivos Superplastificantes son empleados en combinación con un aditivo incorporado de aire convencional, se puede producir efectos variables y a veces dañinos sobre la incorporación de aire, dependiendo de la composición y dosaje de empleo, características de los materiales integrantes del concreto y del asentamiento del mismo.

DOSIFICACIÓN

• Los aditivos Superplastificantes pueden ser empleados en adiciones del 1.5% en peso del cemento .

• La reducción de agua variará dependiendo del dosaje y tipo de aditivo , pero puede llegar al 25% a 30% en mezclas ricas.

COMPORTAMIENTO

• Como en el caso de los aditivos reductores de agua convencionales , estos aditivos pueden tener un comportamiento diferente con los diversos tipos y marcas de cemento.

• Los efectos indeseables varían de un excesivo retardo a prematura rigidez , dependiendo del dosaje y composición química del aditivo, así como de la composición química del cemento.

EFECTO SOBRE LOS CEMENTOS IP

Barzola y Torres han estudiados los efectos de los Superplastificantes sobre el comportamiento de los concretos preparados con Cementos IP con 20% a 30% de puzolana:

• La adición de 1% de aditivo incrementa el asentamiento haciendo fluido al concreto.

• El tiempo de fragua inicial disminuye significativamente, lo que permite deducir su compatibilidad con el cemento puzolanico.

• El incremento en la resistencia a la compresión es significativo sobre todo en los primeros días de fabricación.

• La resistencia al esfuerzo de tracción por compresión diametral se incrementa por el empleo del aditivo.

• El módulo de elasticidad del concreto se incrementa con el incremento del aditivo.

• El aditivo permite reducir el agua se mezclado e incrementar la resistencia en cualquier proporción de aditivo, siendo mayor a más porcentaje de aditivo por reducción de países relación.

• El aditivo funciona como acelerante de fragua y como acelerante de resistencia en los primeros días, por reducción del agua de mezclado.

• El aditivo mejora la consistencia del concreto, fluidificándole y haciéndolo autonivelante.

GRACIAS POR LA ATENCIÓN