1.5 AGUA PARA CONCRETO - ADITIVOS (1).pdf

4.- AGUA PARA EL CONCRETO 4.1 INTRODUCCION La calidad de agua es importante, porque las impurezas que contenga pueden interferir el endurecimiento del cemento, afectar la resistencia del concreto, manchar la superficie, así como llevar la corrosión del refuerzo. Por tales razones debe evaluarse su conveniencia para fines de mezclado y curado.

4.2 EL AGUA DE MEZCLA.El agua potable es por lo general segura, pero también la no potable suele ser adecuada para elaborar concreto. Como regla, cualquier agua con un PH (grado de acidez) de 6.0 a 8.0 que no sea salada es útil, el color oscuro o un cierto olor no indican necesariamente la presencia de sustancias deletéreas. Las aguas naturales ligeramente ácidas son inofensivas, pero las que contengan ácido húmico u otros ácidos orgánicos pueden afectar el endurecimiento del concreto, estas aguas, así como las muy alcalinas, deben ser aprobadas previamente. La presencia de algas en agua para mezcla provoca penetración de aire y la consiguiente pérdida de resistencia. El agua de mar (o cualquier agua que contenga grandes cantidades de cloruros) tiende a ocasionar humedad persistente y eflorescencia, por tanto, esta agua no debe emplearse cuando la apariencia del concreto sea importante o cuando vaya a aplicarse un acabado de yeso.

4.3 EL AGUA PARA CURADO .El agua que se usa para la mezcla también lo es para curado, sin embargo el hierro y la materia orgánica pueden ocasionar manchas, especialmente si el agua fluye lentamente sobre el concreto y se evapora con rapidez. Es importante que el agua esté libre de sustancias que ataquen al concreto endurecido, el curado con agua de mar puede atacar el refuerzo. El aumento de resistencia continuará con la edad mientras se encuentre cemento sin hidratar mientras el concreto permanezca húmedo tenga una humedad relativa superior al 80% y permanezca favorablemente la temperatura del concreto. Es importante conocer la velocidad de reacción entre el cemento y el agua porque esta velocidad determinará el tiempo de fraguado y de endurecimiento. La reacción inicial debe ser suficientemente lenta para que conceda tiempo al transporte y colocación del concreto, sin embargo una vez que el concreto ha sido colocado y terminado, es deseable tener un endurecimiento rápido. Otros factores que influyen en la velocidad de hidratación incluyen la finura de la molienda, los aditivos, la cantidad de agua adicionada y la temperatura de los materiales al momento del mezclado

Curso: Tecno. del Concreto/Agua-Aditivos

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4.4 REQUISITOS DEL COMITÉ 318 ACI.a) El agua empleada en el mezclado del concreto deberá estar limpia y libre de cantidades peligrosas de aceites, álcalis, ácidos, sales, materia orgánica u otras sustancias peligrosas para el concreto o el refuerzo. b) El agua de mezcla para concreto premezclado o para concreto con elementos de aluminio embebidos, no deberá contener cantidades peligrosas de ión cloruro. c) No deberá emplearse en el concreto, aguas no potables, salvo que las siguientes condiciones sean satisfechas. d) La selección de las proporciones del concreto deberá basarse en mezclas de concreto en las que sea empleado agua de la misma fuente. e) Los cubos de ensayo de morteros preparados con aguas de mezclado no potables deberán tener a los 7 y 28 días resistencias iguales a por lo menos el 90% de la resistencia de especímenes similares preparados con agua potable. Los ensayos de comparación de resistencia deberán ser preparados con morteros idénticos con excepción del agua de mezclado, preparado y ensayado de acuerdo con la Norma ASTM C 109.

4.5 ENSAYOS SOBRE EL AGUA Se harán de acuerdo a lo indicado en la Norma NTP 339.088, iniciado el proceso de construcción podría ser necesario nuevos ensayos a intervalos regulares en los siguientes casos: 



Las fuentes de suministro sean susceptibles de experimentar variaciones apreciables entre la estación seca y la húmeda Exista la posibilidad que el agua de la fuente de abastecimiento pueda haber sido contaminada con un volumen excesivo de materiales en suspensión debido a una crecida anormal o el flujo de agua disminuya al punto que la concentración de sales o materia orgánica en el agua pueda ser excesiva.

4.6 NORMAS TECNICAS PERUANAS PARA EL AGUA DEL CONCRETO Para el ensayo del agua se tendrán en consideración las siguiente Normas: NTP 339.070, NTP 339.071, NTP 339.072, NTP 339.073, NTP 339.074, NTP 339.075, NTP 339.076


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5.- ADITIVOS PARA EL CONCRETO 5.1 INTRODUCCION.La norma NTP 339.086 define a los aditivos como sustancias añadidas a los componentes del concreto con el propósito de modificar alguna de sus propiedades. Los aditivos son productos que se adicionan en pequeña proporción al concreto durante el mezclado en % entre 0.1% y 5% (según el producto o el efecto deseado) de la masa o peso del cemento con el propósito de producir una modificación en alguna de sus propiedades originales o en el comportamiento del concreto en estado fresco y/o condiciones de trabajo de forma prevista y controlada. Actúan como modificadores y mejoradores de las mezclas del concreto. Son polvos muy finos o líquidos, que se añaden al estado fresco de las mezclas que al actuar por reacción química con el hidróxido de calcio resultante de la hidratación del cemento, producen silicato de calcio hidratado en forma de tobermorita incrementando la resistencia al disminuir en forma importante la permeabilidad al mismo tiempo que incrementa la durabilidad. Los aditivos se añaden a las mezclas de concreto generalmente durante el proceso de mezclado con el propósito de: 

 



Modificar una o algunas de sus propiedades NTP, a fin de permitir que sean más adecuados para el trabajo solicitado. Mejorar su trabajabilidad facilitando su proceso de colocación. Posibilitar el rendimiento en la elaboración, transporte y puesta en obra del concreto. Lograr mayor economía y mejores resultados, por cambios en la composición o proporciones de la mezcla.

5.2 CLASIFICACION DE ADITIVOS PARA EL CONCRETO .De acuerdo a la Norma ASTM C 494, los aditivos se clasifican en:       

TIPO TIPO TIPO TIPO TIPO TIPO TIPO

A: B: C: D: E: F: G:

Reductores de agua Retardadores de fragua Acelerantes Reductores de agua – retardadores de fragua Reductores de agua – Acelerantes Super reductores de agua Super reductores de agua – Acelerantes


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Existen otros tipos de clasificaciones de aditivos de acuerdo a los efectos de su empleo o a los tipos de materiales constituyentes. La recomendación ACI 212 clasifica a los aditivos en los siguientes grupos:

5.3 ADITIVOS ACELERANTES.Son productos que tienen la finalidad de reducir el tiempo normal de endurecimiento de la pasta de cemento y/o aceleran el tiempo normal de desarrollo de la resistencia del concreto. Los acelerantes son útiles para modificar las propiedades del concreto especialmente en climas fríos. Los aditivos que aceleran el endurecimiento de las mezclas de concreto pueden ser divididos en cuatro grupos: 1. Sales inorgánicas solubles.- se tienen a los cloruros bromuros, fluoruros, carbonatos, tiocinatos, nitritos, nitratos, tiosulfatos, silicatos, aluminatos e hidróxidos alcalinos, deberán acelerar el fraguado del cemento portland. 2. Compuestos orgánicos solubles.- los más comunes son la trietanolamida y el formiato de calcio, los cuales tienen efecto retardante sobre los aditivos reductores de agua o proporcionan aditivos no corrosivos. Se puede experimentar severo retardo cuando la cantidad de estos compuestos es empleada en forma excesiva. 3. Aditivos de fraguado rápido.- las mezclas de cemento portland normal y cemento calcio aluminoso en 5% al 20% reducen el tiempo normal de fraguado de concreto. La resistencia al día disminuye, la contracción por secado y la expansión bajo agua son mayores y al durabilidad del concreto puede ser seriamente afectada. 4. Aditivos sólidos variados.- los aditivos de fragua instantánea promueven una fragua muy rápida del aluminato de sodio y el carbonato de potasio. En el caso de concretos lanzados, los acelerantes empleados se basan en aluminatos, silicatos y carbonatos solubles. Estos materiales cáusticos y pueden ser dañinos para la salud de los trabajadores. VENTAJAS:     

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Desencofrado en menor tiempo del usual Reducción del tiempo de espera necesario para dar acabado superficial Reducción del tiempo de curado Adelanto en la puesta en servicio de las estructuras Reducción de presiones sobre los encofrados posibilitando mayores alturas de vaciado Contrarrestan el efecto de las bajas temperaturas en clima frío desarrollando con mayor velocidad el calor de hidratación, incrementando la temperatura del concreto por tanto la resistencia.

En general estos aditivos reducen los tiempos de fraguado inicial y final del concreto, sin embargo es necesario considerar que, si bien provocan incremento de la


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resistencia inicial en comparación del concreto normal producen resistencias menores a 28 días. Mientras más acelerante se emplea para lograr una mayor resistencia inicial, se reduce la resistencia a largo plazo además tienden a reducir la trabajabilidad si se emplean solos, por ello es conveniente emplearlos junto con incorporadores de aire. Disminuyen la exudación pero aumentan la contracción por secado por lo que será necesario optimizar el curado, tienen cantidad de álcalis lo cual incrementa el riesgo de reactividad alcalina de algunos agregados. Los concretos con acelerantes provocan menor resistencia a sulfatos y son más sensibles a cambios volumétricos por temperatura. El acelerante más usado es el cloruro de calcio (Cl 2Ca). El riesgo de usar cloruro de calcio es que aumenta la posibilidad de corrosión en el acero de refuerzo por lo que su empleo debe ser muy controlado.

5.4 ADITIVOS INCORPORADORES DE AIRE .- NTP 339.086 de la Norma ASTM C 260 Los aditivos incorporadores de aire tienen por objetivo, mejorar el comportamiento del concreto frente a los procesos de congelación y deshielo que se producen en sus poros capilares cuando está saturado y sometido a temperaturas bajo cero grados, mejora también la trabajabilidad del concreto en estado fresco, reduciendo la segregación y exudación. Estos aditivos retienen intencionalmente burbujas microscópicas de aire y se encuentran distribuidas uniformemente en toda la mezcla, generalmente estos aditivos se agregan directamente a la mezcla junto con el agua de mezclado Existen dos tipos de aditivos incorporadores de aire: a) Líquidos, o en polvo soluble en agua: provenientes de sales de resinas de maderas, detergentes sintéticos, sales de ácidos de petróleo, sales de materiales proteínicos, ácidos grasos y resinosos entre otros. Este tipo de aditivos es sensible a la compactación por vibrado, al exceso de mezclado y a la reacción con el cemento que se emplee, por tanto su uso implica control y supervisión. Una de sus ventajas es que funciona como lubricante entre las partículas de cemento mejorando la trabajabilidad de la mezcla, por otro lado inciden en la resistencia del concreto por los vacíos adicionales en su estructura b) En partículas sólidas, se trata de materiales inorgánicos insolubles con una porosidad interna (30%) muy grande como algunos plásticos, ladrillo molido, arcilla expandida, etc. La ventaja de estos aditivos es que son más estables que los anteriores son inalterables al vibrado o mezclado.


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5.5 ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA-PLASTIFICANTES: NTP339.086, NTP339.087 Estos aditivos son empleados con la finalidad de reducir el agua de la mezcla requerida para producir un concreto con cierto asentamiento, mejoran la trabajabilidad y resistencia al reducir la relación agua-cemento. Su acción es la superficie entre el cemento y el agua en la pasta reduciendo las fuerzas de atracción entre las partículas con lo que se mejora el proceso de hidratación. Los reductores de agua plastificantes reducen el contenido de agua de 5% a 10% Dependiendo de su composición química estos aditivos pueden disminuir, incrementar o no tener ningún efecto en la exudación. VENTAJAS:  

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Economía, porque reduce la cantidad de cemento Facilita el proceso constructivo debido a la trabajabilidad, con ahorro de tiempo y mano de obra Mejora la impermeabilidad Posibilita bombear mezclas a mayores distancias sin problemas de atoros debido a que actúan como lubricantes reduciendo la segregación.

5.6.- ADITIVOS SUPERPLASTIFICANTES.- ASTM C494 y ASTM C 1017 Conocidos como reductores de agua de alto rango tiene como objetivo reducir de forma importante el contenido agua del concreto manteniendo una consistencia dada y sin producir efectos indeseables sobre el fraguado. Se agregan a los concretos de aguacemento bajos a normales para producir concretos fluidos de alto asentamiento, siendo muy trabajables pueden ser colocados con poca o ninguna vibración o compactación. Los aditivos de este tipo reducen el contenido de agua de 12% a 30% y permiten modificar las condiciones de fraguado. A nivel mundial han permitido el desarrollo de concretos de muy alta resistencia Entre las principales aplicaciones de estos aditivos tenemos:    

Colocación del concreto en secciones delgadas Estructuras con alta cuantía de acero (densidad) y espaciamientos cercanos Concretos bajo el agua Concreto bombeable para disminuir la presión de la bomba, incrementando la distancia de bombeo.


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5.7 ADITIVOS IMPERMEABILIZANTES.Estos aditivos tienen por finalidad controlar las filtraciones a través de las grietas, reduciendo la penetración del agua, en un concreto no saturado del estado húmedo al seco. Los agentes impermeabilizantes reducen la velocidad a la cual se transmite agua a presión a través del concreto Uno de los métodos para incrementar la impermeabilidad consiste en aumentar la cantidad de cemento y reducir la relación agua-cemento a menos de 0.5. algunas adiciones minerales como el humo de sílice , reducen la permeabilidad por medio del proceso de hidratación y de reacción puzolánico.

5.8 ADITIVOS RETARDADORES.Tiene el objetivo de incrementar el tiempo de endurecimiento normal del concreto para disponer de mayor período de plasticidad que facilite el proceso constructivo. Se usa en: 

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Vaciados complicados y/o voluminosos donde la secuencia de colocación del concreto ocasionaría juntas frías si se emplean mezclas con fraguado normal Vaciados en clima cálido, que ocasiona el incremento de la velocidad de endurecimiento de las mezclas convencionales. Transporte de concreto en mixers a largas distancias Mantener el concreto plástico en situaciones de emergencia que obligan a interrumpir temporalmente los vaciados, como cuando se malogra algún equipo o se retrasa el suministro del concreto.

Estos aditivos actúan sobre el aluminato tricálcico retrasando la reacción, a medida que transcurre el tiempo desaparece el efecto y se desarrolla la hidratación acelerando el fraguado. Se debe tener cuidado con la sobredosificación ya que complicaría el desarrollo de la resistencia obligando a adoptar sistemas de curado adicional, se dosifican generalmente en la proporción del 0.2% al 0.5% del peso de cemento.

5.9 CURADORES QUIMICOS .Estos productos no reaccionan con el cemento, se añaden a la superficie del concreto vaciado para evitar la pérdida de agua y asegurar que exista la humedad necesaria para el proceso de hidratación. Entre estos productos existen dos tipos:


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Emulsiones de cera, que al liberar el solvente acuoso dejan una película protectora sobre la superficie, normalmente son pigmentadas con color blanco para reflejar los rayos solares y reducir la concentración local de temperatura. Soluciones de resinas sintéticas en solventes volátiles que dan un efecto de capa de laca o pintura sobre el concreto sellándolo.

La colocación de estos productos es con brocha o rodillo , debe realizarse lo antes posible luego del desencofrado mojando previamente el concreto para reponer pérdidas de agua ocurrido antes del curado, al aplicar sobre superficies frescas expuestas se iniciara antes que haya desaparecido el agua superficial o que este por desaparecer.

5.10 ADITIVOS NATURALES.En este grupo se consideran algunos productos de uso o disponibilidad común, que actúan modificando propiedades del concreto, como son: a) Acelerantes: el azúcar en dosificaciones mayores del 0.25%del peso del cemento, la urea, el ácido láctico de la leche, el ácido oxálico que se halla en muchos productos comerciales que sirven para quitar manchas y limpiar metales b) Incorporadores de aire: los detergentes, las piedras porosas de origen volcánico finamente molidas, las algas. c) Plastificantes retardadores: los siguientes productos en porcentajes referenciales relativos al peso del cemento: - Almidón o.10% - Bicarbonato de sodio 0.14% - Acido tartárico 0.25% - Celulosa 0.10% - Azúcar <0.25% - Resinas de maderas Es necesario comprobar la efectividad en forma científica, evaluando con métodos y pruebas estándar las propiedades que se modifican y obtener conclusiones valederas.

ASPECTOS GENERALES A CONSIDERAR EN EL USO DE ADITIVOS: 1. El empleo de aditivos no autoriza a modificar el contenido de cemento de la mezcla 2. El uso de aditivos está limitado a las Especificaciones Técnicas del proyecto y a la autorización de la supervisión 3. Los aditivos empleados en obra deberán ser de la misma composición, tipo y marca que los utilizados para la selección de las proporciones de la mezcla del concreto


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4. El contratista deberá demostrar a la supervisión, que los aditivos seleccionados, alcanzan en el concreto las propiedades requeridas, así como serán capaces de mantener la misma calidad, composición y comportamiento del concreto en toda la obra. 5. En la selección de la cantidad del aditivo por unidad cúbica de concreto se tendrán en consideración: las recomendaciones del fabricante - Las propiedades que se desea obtener en el concreto - Las características de los agregados - La resistencia a la compresión de diseño especificada - Las condiciones ambientales y de trabajo en obra - El procedimiento de colocación del concreto - Los resultados de los ensayos de laboratorio y obra 6. El contratista proporcionará al supervisor la dosificación recomendada del aditivo a utilizar, así como una indicación de los efectos perjudiciales al concreto que pudieran esperarse de posibles variaciones en la dosificación y en el contenido de aire incorporado de la mezcla 7. Los aditivos cuya fecha de vencimiento se ha cumplido no serán utilizados 8. Los aditivos que contengan cloruros, no deberán emplearse en: - Concreto pre-esforzado - Concretos que tengan embebidos elementos de aluminio o fierro galvanizado - Concretos masivos - Concretos colocados en zonas de climas cálidos

REQUISITOS DE LA NORMA.La Norma establece para cada uno de los aditivos mencionados, los requisitos para comprobar las modificaciones aportadas por un aditivo sobre alguna de las siguientes propiedades del concreto: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Requerimiento de fragua Tiempo de fraguado Resistencia a la compresión Resistencia a la flexión Deformación por contracción Inalterabilidad (durabilidad)

La evaluación de estas características se efectúa por comparación con los resultados obtenidos por un concreto de similar composición y características pero sin aditivos, que se denomina concreto de control o concreto patrón.


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