Ing. Williams Martínez
Linea de Productos
•Aditivos •Impermeabilizantes •Pisos industriales y curadores •Pisos de seguridad •Cubrimientos y adhesivos epoxicos •Water stop y selladores de juntas •Grouts de alta precision y morteros de reparación
estructural •Accesorios para encofrados •Fibras •Fireproofing •Pavimentos decorativos •Instrumemtos y equipos para laboratorio de suelos, concreto y asfalto
Pasta
Mortero Cemento + agua + arena
Lechada
Concreto Cemento + agua + agregado
Cemento + agua
Cemento + agua + agua
Cemento
Agua
Agregados Finos
Agregados Gruesos
CARACTERISTICAS DEL CONCRETO FRESCO
Propiedad del concreto fresco que determina su característica de trabajo, es decir, la facilidad de ser mezclado, colocado, compactado y acabado.
VERIFICACIÓN
COVENIN 339:2003
Método y duración del transporte Cantidad y características de los materiales Consistencia del concreto. Asentamiento (revenimiento) Granulometría del agregado, forma y textura de la superficie Aire incorporado Contenido de agua Temperatura ambiental y del concreto Aditivos
Definición Se conoce como tiempo de fraguado al lapso que transcurre desde el mezclado del concreto hasta el momento de aparición del atiesamiento de la pasta.
FRAGUADO INICIAL: 3.4 Mpa. – 500 p.s.i. 35 kg/cm2 FRAGUADO FINAL: 27.6 Mpa. – 4.000 p.s.i. 280 Kg/cm2
- Es la reacción química entre el cemento y el agua luego de la cual, se forman nuevos compuestos con propiedades de resistencia
Calor de hidratación - Es el calor producido durante esa reacción química.
CARACTERISTICAS DEL CONCRETO ENDURECIDO
Disminución de volumen de la masa de concreto Estado fresco – Hidratación del concreto Estado endurecido -Hidratación en concreto Carbonatacion del cemento
> en estado fresco < en estado endurecido
Mantenimiento de un contenido de humedad y temperatura satisfactoria en el concreto por un período de tiempo inmediatamente después de colocado y acabado el concreto para poder alcanzar las propiedades deseadas .
Tiempo
Temperatura
Humedad
El crecimiento de las resistencias no es lineal
Resistencia a compresión ( ƒc′ )
1 dia - 30% 3 dias - 50% 7 dias - 75% 56 y 90 dias - 10% - 15% > 28-dias
Aditivos
DEFINICION ACI 116.2 R-2
ASTM - Aditivos son cualquier componente en el concreto que no sea: • Agua • Agregados •Cemento •Fibras
Agregados al proceso de bacheo antes o durante el mezclado para modificar las propiedades del concreto en estado fresco o endurecido ACI – Incluye Puzolanas
DOSIFICACION
Tipo
Función
A
Plastificantes
B
Retardadores
C
Aceleradores
D
Plastificantes y retardadores
E
Plastificantes y aceleradores
F
Superplastificantes
G
Superplastificantes y retardadores
Otros aditivos químicos • Incorporadores de aire • Inhibidores de corrosión • Controladores de hidratación
Efecto de los aditivos químicos En concreto fresco • Disminuir el contenido de agua • Aumentar la trabajabilidad • Reducir la segregación • Reducir la pérdida de asentamiento • Mejorar el bombeo, trabajabilidad y acabado • Modificar la rata y/o capacidad de exudación • Retardar o acelerar el tiempo de fraguado
Efecto de los aditivos químicos En concreto endurecido
•Incrementar la resistencia ante los ciclos de hielo y deshielo • Aumentar la resistencia al impacto y a la abrasión •Inhibir la corrosión de los metales embutidos •Inhibir la expansión debido a la reacción agregado – sílice •Reducir la retracción plástica •Reducir la retracción del concreto •Reducir la permeabilidad •Producir concreto coloreado •Producir concreto celular
Aditivos Reductores de Agua ACI 116 Aditivo que permite aumentar el asentamiento sin aumentar el contenido de agua o mantener el asentamiento, reduciendo la cantidad de agua.
Clasificación de los reductores de agua % de reducción de agua Bajo rango.
Mediano rango.
Alto
rango.
5% - 10%
6% - 12%
12% - 30%
1. 2. 3. 4. 5.
Lignosulfonatos Acido hidrocarboxílico Polímetros hidroxilados – carbohidratos Melamina sulfonada o condensados de naftalenos formaldehidos Policarboxilatos
USOS GENERALES 1. PARA AUMENTAR EL ASENTAMIENTO 2. PARA BAJAR LA RELACION AGUA/CEMENTO ====> AUMENTO RESISTENCIAS A TODA EDAD 3. PARA REDUCIR EL CONTENIDO DE CEMENTO 4. COMBINACION DE LAS ANTERIORES
Mecanismos de reducción de agua
Acción dispersante
Repulsión estérica
Modificadores del tiempo de fraguado • Aceleradores
Aumentan la rata de hidratación del cemento, mortero o concreto •Retardadores
Retrasan la rata de hidratación del cemento, mortero o concreto y alargan el tiempo de fraguado
Aceleradores Temperatura
Tiempo de fraguado (aprox.)
210C ( 700F )
6 horas
160C ( 600F ) 100C ( 500F ) 40C ( 400F ) -10C ( 300F ) -70C ( 200F )
8 horas 11horas 14 horas 19 horas Concreto se congela
Mecanismo de los aceleradores Sin aditivo S04--
Acelerador a base de CaCI2 S04--
Na+
CI-
OH-
Na+ OH-
C3S
C3S
CIS04--
Ca++
S04-Ca++
S04--
K+
Ca++
K+
S04--
Ca++
Ca++
CIK+
K+
Ca++
CI-
CI-
C2S
C2S
Ca++
OH-
OH-
Ca++
OH-
CI-
OH-
Aceleradores Utilizado a temperatura normal para: • Aumentar la producción –
Prefabricados / pretensados • Ganancia de resistencias
iniciales
(Ejemplo: trabajos de reparación) • Minimizar el lavado en obras
bajo agua.
Efecto de los aceleradores en las propiedades del concreto Aumenta el asentamiento Disminuye la exudación Aumenta la retracción Reduce la resistencia a edades tardías Reduce la resistencia a congelamiento – deshielo Reduce la resistencia a los sulfatos Aumenta la reacción alkali - agregado
Contenido del Ion Cloruro permitido Según ACI 318 Concreto pretensado
0.06
Concreto reforzado expuesto a cloruros
0.15
Concreto reforzado en condiciones secas o protegido de la humedad
1.00
Otras construcciones de concreto reforzado
0.30
(*) Máximo contenido de iones de cloro solubles en agua expresado como porcentaje del peso del contenido de material cementoso
Retardadores USOS • Climas calientes • Largos períodos de vaciado • Mantener el concreto trabajable
para efectos de acabado • En losas
Eliminar grietas por deflexión Eliminan juntas frias Extender el tiempo para const. juntas • Reducir el calor de hidratación
BASE DE LOS ADITIVOS RETARDADORES .- Lignosulfonatos
.- Ácidos hidrocarboxílicos .- Azúcares .- Ácidos y sales tartáricas
Efecto de los retardadores en las propiedades del concreto • Aumenta el asentamiento • Aumenta la exudación • Aumenta la retracción • Aumenta el contenido de aire • Reduce la temperatura interna • Reduce la resistencia a edades tempranas • Aumenta la resistencia a edades tardías UNA SOBREDOSIS PUEDE INHIBIR EL PROCESO DE HIDRATACIÓN
Clasificación ASTM C494 Reductores de agua y Control de fraguado ASTM C 494 Requerimientos para máximo contenido de agua Tipo de Aditivo
Contenido de agua (Max. % control ) 95 - 5
Tipo A
Plastificante
Tipo B Tipo C
Retardadore s Aceleradores
--
Tipo D
Plast. & R.
95 - 5
Tipo E
Plast. & A
95 - 5
Tipo F
Súper P.
88 -12
Tipo G
SP & R
88 -12
--
Clasificación ASTM C494 Reductores de agua y Control de fraguado ASTM C 494 Requerimientos para tiempo de fraguado Tipo de Aditivo Tipo A
Plastificantes
Tipo B
Retardadores
Tipo C
Acelerador
Tipo D Tipo E
Plast. & retardador Plast. & acelerador
Tipo F
Súper Plast.
Tipo G
Super Plast.& retardador
Fraguado Inicial
Fraguado Final
1 hr antes 3.5 hr antes
1 hr antes
1 hr antes 3.5 hr antes
1 hr antes
Clasificación ASTM C494 Reductores de agua y Control de fraguado ASTM C 494 Requerimientos para tiempo de fraguado Tipo de Aditivo Tipo A
Plastificantes
Tipo B
Retardadores
Tipo C
Acelerador
Tipo D
Plast. & retardador
Tipo E
Plast. & acelerador Súper Plast.
Tipo F Tipo G
Super Plast.& retardador
Fraguado Inicial
Fraguado Final
1 hr después 3.5 hr después
1 hr después
1 hr después 3.5 hr después
1 hr después
1 hr después 3.5 hr después
1 hr después
Clasificación ASTM C494 Reductores de agua y Control de fraguado ASTM C 494 Requerimientos para tiempo de fraguado Tipo de Aditivo Tipo A
Plastificantes
Tipo B
Retardadores
Tipo C
Acelerador
Tipo D
Plast. & retardador
Tipo E
Plast. & acelerador
Tipo F
Súper Plast.
Tipo G
Super Plast.& retardador
Fraguado Inicial
Fraguado Final
1 hr antes 1.5 hr después
1 hr antes 1.5 hr después
1 hr antes 1.5 hr después
1 hr antes 1.5 hr después
Clasificación ASTM C494 Reductores de agua y Control de fraguado ASTM C 494 Requerimientos para resistencia a compresión (% min del valor de referencia) Tipo de Aditivo
1 día
3 días
7 días
28 días
6 meses
Tipo A
Plastificantes
---
110
110
100
100
Tipo B
Retardadores
---
90
90
90
90
Tipo C
Acelerador
---
125
100
90
90
Tipo D
Plast. & retardador
---
110
110
100
100
Tipo E
Plast. & acelerador
---
125
110
100
100
Tipo F
Súper Plast.
140
125
110
110
115
Tipo G
Super Plast.& retardador
125
125
110
110
115
Efecto en las propiedades del concreto fresco de los plastificantes / súper plastificantes • Aumenta el asentamiento • Mejora la colocación • Aumenta el bombeo • Mejora el acabado • Mejora el acabado al
desencofrar • Tiene efecto en el
contenido de aire
Efecto en las propiedades del concreto endurecido de los plastificantes / súper plastificantes • Aumento
de la resistencia a compresión
• Reduce la permeabilidad • Aumenta la resistencia a los cloruros • Mejora la resistencia a los ciclos de hielo /
deshielo • Aumenta la resistencia a los sulfatos • Aumenta la resistencia a la abrasión
Aumentar la cantidad de agua Altera la relación w/c
Disminuye la resistencia
Utilizar un aditivo plastificante, sin alterar la cantidad de agua ni variar la relación w/c
No hay variación de la resistencia
Aumentar la cantidad de Cemento
Disminuyendo la relación w/c
Utilizar un aditivo plastificante, disminuyendo la cantidad de agua, disminuyendo la relación w/c
Disminuyo la relación w/c Aumento los costos
Mantiene la cantidad de cemento
Mas alto calor de hidratación Aumenta la resistencia
Cemento: 394 Agua 199 litros w/c=0.50 Arena 779 kg Piedra: 915 kg
S = 3‖
R28= 320 kg/cm2 Costo= CC
Cemento: 315 kg Agua 160 litros (-20%) w/c=0.50 Arena 779 kg + comp Piedra: 915 kg + comp
S = 3”
R28= 320 kg/cm2 Costo= CC + aditivo – ahorro cemento
Concretos autocompactados • La
cantidad de agua es generalmente baja
• Cantidad de finos (pasante # 100) 520 y 560
kg/m3 (generalmente) • Uso de aditivos adecuados: Superplastificantes – Policarboxilatos – Agentes modificadores de la
viscosidad • Gradación de agregados apropiada • Contenido de material muy fino (polvo) – Fly Ash,
microsílica, escoria
Aditivos incorporadores de aire • Resistencia
ciclos congelamiento – deshielo • Aumentar
trabajabilidad • Aumentar la
durabilidad
Mecanismo de Protección de los incorporadores de aire
Aire incorporado de 10 a 100 micrones
Mecanismo de Protección de los incorporadores de aire Concreto sin aire incorporado
Saturación > 91,7%
Requerimientos de aire Contenido de Aire Recomendado Requerimientos por durabilidad •Volumen de aire en la fracción del mortero del concreto
aprox. 9% +/- 1% ó 18% del volumen de la pasta •El requerimiento de aire aumenta a medida que el
agregado grueso disminuye •El requerimiento de aire aumenta cuando las condiciones
de exposición son mas severas
Requerimientos de aire Especificaciones de Contenido de Aire ( tolerancia +/- 1.5 % ) ACI 318
ASTM C 94
Código de construcción
Concreto premezclado
E x p o sur eN o in maa lMxiu mA g reg te aSz ie 9.5 3/8 n m i. n i½ 1 m 2 .5.m 19m 3/4 n i. 1 2 m i5n m .3 1-1 7. /2 5 in m2 5 im 0n m .75m 3 m n i. iM l d4.54.03 .53.02 .52.01 .5 o M d er e a t 6.05.55 .04.54 .54.03 .5 S e ver e7.57.06 .06.05 .55.04 .5
NOTAS A C I 3 18 s o l o e s p e c i f i c a p a r a c o n d i c i o n e s M o d e r ad a y S e v er a
AC I 318 perm ite red uc ir 1% si R28 > 35 MP / 5.000 psi
Requerimientos de aire ASTM C 457 Factor de espaciamiento L L Distancia máxima de cualquier punto de la pasta de cemento desde la periferia de una burbuja. Menor de 0.25 mm. (0.010‖)
Superficie específica α Superficie específica es la superficie de la cantidad de burbujas en un volumen de 1 mm 3. 24 mm2 / mm3 (60 pul2 / pulg3)
Factores que afectan el contenido de aire 1.Materiales 2.Diseño de mezcla 3.Método de transporte 4.Método de colocación 5.Acabado
Factores que afectan el contenido de aire Materiales Cemento
Material/Propiedades Aumento en el contenido de cemento Aumento en el contenido de finos Aumento de los álcalis
Puzolanas
Fly Ash Silica Fume Escoria con aumento de finos
Efecto
Factores que afectan el contenido de aire Materiales Aditivos químicos
Material/P Reductores de agua Retardadores Aceleradores Superplastificantes
Agregados
Aumento en el tamaño máximo del agregado Aumento en el contenido de arena
Effect.
Factores que afectan el contenido de aire Materiales
Material/Propiedad Cintas transportadoras Bombeado
Manejo y colocación
Shotcrete Mezcla húmeda Vibración interna prolongada Excesivo acabado Aumento de la temperatura
Efecto
Efecto del contenido de aire en las propiedades del concreto
Aumenta la trabajabilidad Reduce el requerimiento de agua Reduce la segregación Reduce la exudación Aumenta la bombeabilidad Reduce el contenido de arena
Aumenta la resistencia congelamiento – deshielo Aumenta la resistencia al escamamiento Reduce la permeabilidad Aumenta la resistencia a los sulfatos Reduce la resistencia (Aproximadamente 5% de reducción en la resistencia a compresión por cada 1% de aire)
Medida del contenido de aire En concreto fresco
Método de presión ASTM C 231
Método volumétrico ASTM C 173
Chase air indicator
Método gravimétrico
AASHTO T 199
ASTM C 138
Medida del contenido de aire En concreto endurecido ASTM C 457 Método standard para determinar microscópicamente el contenido de aire en concreto endurecido
Procedimiento: •Método lineal –
transverso •Método modificado de
conteo puntual
Aditivos especiales • Control de la hidratación
• Inhibidores de corrosión
Aditivo para control de la hidratación Sistema químico de dos componentes: 1. Un estabilizador (o retardador) Detiene la Hidratación
2. Un activador Reestablece la Hidratación Usos: 1. Devolución de concreto El concreto se puede estabilizar durante la noche y activarse al día siguiente para su uso 2. Concreto transportado a grandes distancias El concreto es estabilizado en la planta y activado al llegar a la obra
Inhibidores de corrosión Definición (ACI 116) ―Un compuesto químico,
en forma líquida o en polvo, generalmente mezclado en el concreto y algunas veces aplicado sobre el concreto y que disminuye efectivamente la corrosión del acero de refuerzo‖
Inhibidores de corrosión pH concreto > 13. Capa protectora (pasiva) óxido de hierro
1. Penetración del ión cloruro 2. Desestabiliza localmente la capa pasiva
Capas protectoras
CI-
CI-
-
OH
-
OH
Fe2O3
Fe++
3. Ocurre la corrosión 4. Expansión 5. Agrietamiento, desconch. o delaminación
-
OH
-
OH
Inhibidores de corrosión 2Fe++ + 20H- + 2NO2- + Fe2O3
OH-
2NO + Fe203 + H20
No2- 2Fe++ No2-
OH-
-
OH
Inhibidores a base de Nitrito de calcio Nitrito de Calcio Ca ++ + 2 NO2 Estabiliza el Fe2O3 Restaura la capa pasiva de protección
-
OH
Inhibidores de corrosión Inhibidores orgánicos – Aminas y ésteres Resultado: • Esteres – Capa protectora poros del concreto
• Aumenta el tiempo para el
- Reduce la penetración e la humedad - Aumenta la resistencia del ingreso del cloruro
inicio del proceso de corrosión •Disminuye la rata de
corrosión • Aminas – Son absorbidas por la superficie del
acero - Forman una capa protectora 2 3 CI-
CI-
CI-
CI-
Hidrocarbon Tail CH2 Polar Group
Estructuras utilizadas con inhibidores de corrosión
Material Cementoso Complementario • Puzolanas Naturales
Fly ash • Puzolanas Artificiales Escoria
Microsilice
Cemento con adiciones
Reducen el calor de hidratación Mejoran la capacidad resistente a la agresión química Poca permeabilidad a los iones cloruro Otras propiedades, dependiendo del tipo de adición
Materiales cementosos complementarios - puzolanas
Puzolana — ―Es un material silíceo o alúmino - silíceo que en una forma muy fina y en presencia de humedad, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio producido por la hidratación del cemento portland para formar compuestos con propiedades cementantes‖.
Materiales cementosos complementarios Puzolanas
Puzolanas naturales: Es un material natural que puede ser calcinado y/o procesado ( ej. metakaolin, antracita (rice husk), cenizas volcánicas, pizarra calcinada Puzolanas artificiales: Cenizas volantes (Fly ash), Microsílica y escorias
Partícula de arcilla calcinada
Partícula de pizarra calcinada
Fly Ash- Cenizas volantes
Microsilica / Silica Fume
Efecto de MCC en las propiedades del concreto fesco Reduce Aumenta
Sin/poco ef. Varia
Requrimiento de agua Trabajabilidad Exudacion y segregación Contenido de aire Calor de hidratación Tiempo de fraguado Acabado Bombeabilidad Agrietamiento por ret. plástica
Fly ash
Escoria
Silica fume
Puz. Natur
Efecto de MCC en las propiedades del concreto endurecido Reduce Aumenta
No/poco ef. Varia
Ganancia de resistencia Resistencia a la abrasión Resistencia a sales p / deshielo Retracción secado / creep Permeabilidad Reacción Alkali-Silice Resistencia Carbonatación
Fly ash
Escoria
Silica fume
Nat. Pozzolans
Silica Fume
Obtenemos Concretos: Altas resistencias mecanicas Altas resistencias quimicas Extremadamente baja permeabilidad a los cloruros Alta resistividad electrica
DOSIFICACION: 5 % AL 10% SOBRE EL PESO DE CEMENTO
Aplicaciones ALTAS RESISTENCIAS A COMPRESION - 600 A 1200 KG/CM² ALTAS RESISTENCIAS A TEMPRANA EDAD. 250 KG/CM2 A 24 HORAS 400 KG/CM² A 3 DIAS ALTAS RESISTENCIAS A FLEXION - 150 KG/CM² ALTA RESISTENCIA A LA ABRASION
VIGAS Y COLUMNAS POSTENSADOS PREFABRICADOS
PAVIMENTOS AEROPUERTOS PUENTES - PISOS INDUSTRIALES
Aplicaciones ALTA RESISTENCIA A LOS ATAQUES QUIMICOS: CLORUROS, NITRATOS, SULFATOS, ACIDOS Y REACCION ALCALIAGREGADO RESISTENCIA AL LAVADO
MULTIPLES: FABRICAS DE ALIMENTOS, PRODUCTOS FARMACEUTICOS, QUIMICOS, SAL, ETC. REPARACIONES BAJO AGUA
Aplicaciones en concreto proyectado
REDUCCION DEL REBOTE HASTA UN 50% MENOS ESPESORES SOBRE CABEZA DE 40 CMS. EN UN SOLO PASE ALTA ADHERENCIA COLABORA EN PROCESOS DE REPARACION EN COMBINACION CON LA FIBRA DE ACERO GENERA INCREMENTOS EN EL CONTROL DE GRIETAS, RESISTENCIA AL IMPACTO Y TENACIDAD
CARACTERISTICAS DE TRABAJABILIDAD, MÉTODO DE ENSAYO Y VALORES RECOMENDADOS -1 Características de trabajabilidad
Método de ensayo
Cono de asentamiento (mm) Deformabilidad y rata de flujo T-50 (segundos)
1 2 3 4 5 6 2 4 6
Valores recomendados por Asociaciones 620 – 720 650 – 800 600 – 700 ≥ 660
N/A 650 - 750 2a5 3a5 3a7
CARACTERISTICAS DE TRABAJABILIDAD, MÉTODO DE ENSAYO Y VALORES RECO RECOME MEND NDAD ADOS OS - 3 Características de trabajabilidad
Habilidad de llenar espacios restringidos deformabilidad
Valores recomendados por Asociaciones
Método de ensayo Envase de Caisson
1 2
> 80% > 90 a 100%
Cajón en L Cajón en U
= Habilidad para pasar
J-Ring
= Habilidad para pasar
= Habilidad para pasar
Aplicaciones especiales Concretos autocompactados
