ADITIVOS PARA CONCRETO Curso: Tecnología del Concreto Ing. Renato Díaz Galdos
¿Que son los aditivos para concreto? Materiales adicionales al agua, agregados, cemento y refuerzo con fibra, empleados como ingredientes del concreto o mortero, añadidos inmediatamente antes o después del mezclado. (Comité ACI 116.R-2)
¿Que son los aditivos para concreto? Materiales adicionales al agua, agregados, cemento y refuerzo con fibra, empleados como ingredientes del concreto o mortero, añadidos inmediatamente antes o después del mezclado. (Comité ACI 116.R-2)
Características Generales
Materiales orgánicos e inorgánicos Modificación dirigida del comportamiento del concreto en estado fresco y/o endurecido Tendencia internacional a usarlos como un componente normal Frecuentemente se desconocen sus propiedades y potencial de uso Herramienta fundamental en el balance económico de riesgos calculados en las obras
Clasificación General ASTM C-494 Tipo A Reductores de agua Tipo B Retardadores Tipo C Acelerantes Tipo D Reductores de agua & Retardadores Tipo E Reductores de Agua & Acelerantes Tipo F Reductores de agua de alto rango Tipo G Reductores de agua de alto rango & Retardadores • • • • • • •
Clasificación General ASTM C-260 •
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Incorporadores de aire Aditivos Minerales Curadores Nuevas tecnologías
¿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. (Comité ACI 116.R-2) Pueden usarse como plastificantes, como reductores de agua o como ambos.
Beneficios Generales de los aditivos PlastificantesReductores de agua En las propiedades del concreto fresco • •
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Disminución de la relación Agua/Cemento Mejora en la trabajabilidad, bombeabilidad, colocación y acabado superficial. Reducción de segregación Ahorro de cemento Mayores rendimientos en los procesos constructivos
Beneficios Generales de los aditivos PlastificantesReductores de agua En las propiedades del concreto endurecido : • • • •
Resistencia mejorada Disminución de la permeabilidad. Incremento de la durabilidad Calidad más controlada
Efecto de la compactación en un concreto convencional Agua/Cemento = 0.35 Slump = 1/2 pulg. Resistencia a la compresión
Sin Vibrar 100 kg/cm2
Vibrado 690 kg/cm2
Efecto de la compactación en un concreto plastificado Agua/Cemento = 0.35 Slump = 9 pulg. Resistencia a la compresión
Sin Vibrar 490 kg/cm2
Vibrado 690 kg/cm2
Tipos de PlastificantesReductores de Agua •
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Convencionales Rango medio Alto rango
Plastificantes – Reductores Sin aditivo
Plastificantes – Reductores Convensional
Plastificantes – Reductores Rango Medio
Plastificantes – Reductores Alto Rango
Plastificantes – Reductores Convencionales (ASTM C - 494 Tipo A)
Efecto de Superficie: Lubricante Reducción Agua hasta 5% Dosificación usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento Concretos con Slump hasta 5” Concretos con relación A/C moderada a alta
Inconvenientes de los plastificantes-reductores de agua convencionales Cuando se usan en dosis alta :
Exudación excesiva Poca economía de cemento Retardo en fraguado inicial Desarrollo lento de resistencia
PELIGRO
Plastificantes - Reductores de Rango Medio (ASTM C-494 A y F )
5%-15% de reducción de agua Slumps de 5 - 8 pulg.(125 - 200 mm) Concretos con A/C moderada a baja Efecto de superficie incrementado Resistencias iniciales y finales altas
Plastificantes - Reductores de Rango Medio (ASTM C-494 A y F )
Se usan en combinación con los de alto rango para relaciones Agua/Cemento muy bajas Muy buen acabado superficial Dosis usual 0.5% a 1% del peso del cemento Fraguado inicial controlado
Plastificantes - Reductores de agua de alto Rango (Superplastificantes) (ASTM C - 494 Tipo F, ASTM C - 1017) Efecto aniónico multiplicado Acción lubricante de duración variable slump > 6”: 1era Generación 1960’s - 30’a 45’(uso en obra) 2da Generación 1970’s - 1 hr. (uso en planta) 3era Generación 1980’s - 2 hrs.(uso en planta) • •
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Reducción de agua notable : 1era Generación 1960’s - 15% a 20% 2da Generación 1970’s - 20% a 30% 3era Generación 1980’s - Hasta 40% Dosis usual 0.5% a 2.0% del peso del cemento
Plastificantes - Reductores de agua de alto Rango (Superplastificantes) (ASTM C - 494 Tipo F, ASTM C - 1017) Relaciones A/C muy bajas Slump de 8” a 12” Concreto fluido Ventajas : Mejoramiento excepcional de la trabajabilidad, rapidez en vaciados, concretos de alta resistencia, aceleración de resistencias, reducción de trabajo de compactación, bombeo a grandes alturas, disminución de mano de obra, mejores acabados en concreto expuesto, baja permeabilidad. Precauciones : Incrementar finos, evitar sobredosificación, mayor presión en encofrados •
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Aditivos para control del fraguado del concreto • – – –
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Acelerantes De endurecimiento De resistencia De endurecimiento y resistencia Retardadores De endurecimiento
Acelerantes (ASTM C - 494 Tipo C) Reducen el tiempo de inicio de endurecimiento y/o acelerando resistencia. Usualmente sacrifican resistencia a largo plazo, reducen trabajabilidad, aumentan contracción por secado y disminuyen la exudación. Provocan menor resistencia al ataque de sulfatos. Incrementan calor de hidratación.
Acelerantes (ASTM C - 494 Tipo C) Convencionales : Cloruros, carbonatos, silicatos, fluorsilicatos. Dosificación usual 1.0% a 2.0% del peso del cemento. •
No Convencionales : Carbonato de Sodio, Aluminato de Sodio, Hidróxido de Calcio, Silicatos de Calcio. •
Ventajas : Vaciados en clima frío, desencofrar en menor tiempo, adelanto de puesta en servicio, reducir tiempo para acabado, fugas de agua, shotcrete •
Retardadores (ASTM C - 494 Tipo B) Aumentan el tiempo de inicio de fraguado inicial y final. También efecto de superficie --> Lubrican Modificaciones de plastificantes. Ventajas : Facilitan los vaciados voluminosos y complejos, ideales en clima cálido, transporte a largas distancias, bombeo de gran longitud, emergencias de obra. Dosificación usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento. ¡ Cuidado con sobredosis ! •
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INCORPORADORES DE AIRE ¿Que es el aire incorporado?
Es la introducción de aire en el concreto en la forma de vacíos o burbujas de características particulares dispersadas en la mezcla como resultado del empleo de aditivos incorporadores de aire.
¿Por que el aire incorporado? Congelamiento-deshielo/ Impermeabilidad/Durabilidad!!!
Requisitos para Durabilidad al congelamiento-deshielo con incorporadores de aire Contenido de aire : 5% - 7% en volumen Tamaño 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 •
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Incorporadores de aire ( ASTM C - 260) Controlan fenómeno de hielo y deshielo Primeras versiones en 1940’s Estructura adicional de vacíos de tamaño y ubicación especial. Factor de espaciamiento. Incorporan de 3% a 6% de aire y lubrican. Impermeabilizan ! durabilidad Dosis usual 0.02% a 0.10% del peso del cemento. Tipos : Resina vinsol, resinas de madera, ácidos grasos, ácidos de aceites vegetales, detergentes sintéticos Diferencias : Velocidad de generación, pérdida con mezclado o vibrado, tamaño burbujas, compatibilidad. !!OJO!!! ! Medirlo • • •
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Aditivos Minerales Reaccionan con Hidróxidos de Calcio del cemento creando mas cemento. Puzolanas. Microsílice. Escoria de altos hornos.
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Microsílice Residuo de industria de metales silíceos : Partes de aviones, autos, chips computadoras, masillas. Reducción de la permeabilidad Material muy fino con alta demanda de agua Produce concreto muy denso con excelente resistencia a largo plazo. Gran durabilidad a la agresividad química y mecánica. Requiere el empleo de superplastificantes. • •
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Curadores Químicos !!!Curado : Humedad, Temperatura, Tiempo!!! Principio de membrana. Tipo emulsiones de parafina o acrílicas. Tipo soluciones de resina en solvente volátil. Pruebas de eficiencia. Ocasión y técnica de colocación • • •
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Nuevas Tecnologías en aditivos para concreto
Inhibidores de corrosión Hacen lento el ingreso de cloruros hacia el acero de refuerzo • Basados en Nitrito de Calcio • Aceleran el endurecimiento • Incrementan durabilidad ante corrosión •
Reductores de contracción Minimizan la contracción plástica y la diferida reduciendo la fisuración del concreto. 1997 Introducción en USA Tienen muy poco efecto en las propiedades en estado plástico •
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Superplastificantes de cuarta generación en base a Tecnología de Policarboxilatos Bajas dosis Ultra-Alta Reducción de agua con mínimo retardo ( hasta 50%) Endurecimiento rápido y desarrollo de resistencia inicial mejorado Características mejoradas para acabados Trabajabilidad extendida • •
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Inhibidores de hidratación “Duermen “ el concreto hasta por 72 horas sin efectos secundarios negativos Mejoran características resistentes Ideales en shotcrete vía húmeda Suministros a larga distancia •
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Aditivos antilavado para concreto bajo agua
Concreto normal
Concreto con antilavado
