Aditivos Reductores DE AGUA PDF

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es un buen resumen...

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ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA PARA CONCRETO

Índice I. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Introducción………………………………….…………………3 ¿Qué son los adictivos?...........................................................4 Historia……………………………………………..……………....4 Definición……………………………………………..…………….5 Características y propiedades principales…………...…………6 Tipos de adictivos……………………………………......………..6 Adictivos de reductores de agua…….…………………..………7 Tipos o clases de reductores de agua…………………..………7 7.1. Plastificantes………………………………………………..7 7.2. Fluidificantes……………………………………………...…7 7.3. Superplastificantes……………………………………..…..7 8. Interacción química cemento/aditivo…………………………....8 9. Ventajas…………………………………………………..………..8 10. Desventajas…………………………………………………9 11. Tecnología……………………………………………..……9 II. Conclusión………………………………………………….…10 III. Bibliografía…………………………………………………….11 IV. Anexos…………………………………………………………12

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I.

INTRODUCCIÓN

Los reductores de agua, también llamados fluidificantes o plastificantes, consiguen aumentar la fluidez de las pastas de cemento, y con ello la de los morteros y hormigones, de forma que, para una misma cantidad de agua, se obtienen hormigones más dóciles y trabajables, que permiten una puesta en obra mucho más fácil y segura. La composición de estos aditivos reductores de agua puede ser variable, aunque en ella suelen aparecer sustancias de origen natural, como los lignosulfonatos o las sales de ácidos hidroxicarboxílicos. El efecto fluidificante suele permitir una reducción de agua del orden de un 8 o un 10 % frente al hormigón patrón. El uso de los aditivos fluidificantes se efectúa adicionando éstos junto con la última agua de amasado, para que este arrastre el aditivo hacia el hormigón y asegure el mezclado homogéneo. Inmediatamente se produce un efecto dispersante que aumenta la trabajabilidad del hormigón o del mortero. Este efecto se mantiene durante un tiempo limitado, hasta que las partículas de cemento empiezan a aglomerarse. La dosis de aditivos fluidificantes suele oscilar entre un 0,2 y un 0,8 %, en peso sobre el cemento. Con esta adición se obtiene un buen efecto dispersante que mejora la trabajabilidad del hormigón durante un tiempo cercano a una hora. Un efecto secundario que suele aparecer con la adición de este tipo de aditivos es un ligero retraso en el inicio del fraguado. Esto supone una ventaja en cuanto a que prolonga el tiempo abierto para la puesta en obra, especialmente cuando se trata de elementos difíciles de hormigonar o cuando las temperaturas elevadas reducen el tiempo abierto de los morteros u hormigones. Los hormigones aditivados con fluidificantes alcanzan mejor compactación y con ello, mayor durabilidad y más elevadas resistencias.

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1. ¿QUE SON LOS ADITIVOS? Aditivos son aquellas sustancias o productos (inorgánicos o orgánicos) que, incorporados al hormigón antes del amasado (o durante el mismo o en el trascurso de un amasado suplementario) en una proporción no superior al 5% del peso del cemento, producen la modificación deseada, en estado fresco o endurecido, de alguna de sus características, de sus propiedades habituales o de su comportamiento.

2. HISTORIA La historia del uso de aditivos químicos en los hormigones se remonta al siglo pasado, tiempo después que Joseph Aspdin patentó en Inglaterra el 21 de octubre de 1824, un producto que llamó “Cemento Portland”. La primera adición de cloruro de calcio como aditivo a los hormigones fue registrada en1873, obteniéndose su patente en 1885. Al mismo tiempo que los aceleradores, los primeros aditivos utilizados fueron hidrófugos. Igualmente, a principios de siglo se ensayó la incorporación de silicato de sodio y de diversos jabones para mejorar la imper-meabilidad. En ese entonces, se comenzaron a añadir polvos finos para colorear el hormigón. Los fluatos o fluosilicatos se emplearon a partir de 1905 como endurecedores de superficie. La acción retardadora del azúcar también había sido ya observada. En la década de los 60 se inició el uso masivo de los aditivos plastificantes, productos que hoy en día son los más utilizados en todo el mundo, debido a su capacidad para reducir el agua de amasado y por lo tanto para obtener hormigones más resistentes, económicos y durables. Obras como la central hidroeléctrica Rapel y el aeropuerto Pudahuel son ejemplos de esa época. También se inició el uso masivo de los plasti-ficantes en la edificación, donde como ejemplo está el edificio de la CEPAL construido en el año 1960. En la década del 70 se introdujeron en Chile los primeros aditivos superplastificantes, revolucionando la tecnología del hormigón en esa época, por cuanto se logró realizar hormigones fluidos y de alta resistencia para elementos prefabricados y para la construcción de elementos esbeltos y de fina apariencia. Paralelamente, para la construcción de túneles, especialmente para las grandes centrales hidroeléctricas y la minería, se utilizó la técnica del hormigón 4

proyectado que, a su vez, requiere de aditivos acelerantes de muy rápido fraguado para obtener una construcción eficiente y segura.

En la década de los 80 se introdujo en Chile el uso de microsílice, material puzo-lánico que usado en conjunto con los aditivos superplastificantes permite obtener la máxima resistencia y durabilidad del hormigón. Con este material se confeccionan hormigones de 70 Mpa de resistencia característica, pudiendo llegar incluso a superar los 100 Mpa. Estos extraordinarios hormigones se han utilizado en Chile en pavimentos sometidos a fuerte abrasión en minería y obras hidráulicas.Situación Normativa de los Aditivos. El primer conjunto de procedimientos y especificaciones data de 1950 y se relacionó al primer tipo de aditivo, incorporadores del aire. Ya en esta normativa se observa la necesidad de crear un grupo de procedimientos que consideran pruebas estándares, materiales controlados, equipos específicos y parámetros comparativos con una mezcla patrón sin el aditivo, para clasificar un producto como aditivo incorporador de aire. En Europa los primeros conjuntos de normas datan de 1958 en España y 1963 en Inglaterra. En 1962, ASTM extendió la normativa de clasificación a otros tipos de aditivos.

3. DEFINICIÓN Los reductores de agua, llamados comúnmente fluidificantes son aditivos que, por sus características, pueden producir las siguientes funciones Los aditivos reductores de agua reciben este nombre porque permiten una reducción en la cantidad de agua de la mezcla. Para los aditivos reductores de agua llamados de tipo normal, la cantidad de agua que se puede quitar de la mezcla varía entre 5 y 15 %. Estos aditivos están formulados usualmente a base de ácidos lignosulfónicos y sus sales, ácidos hidroxíl-carboxílicos y sus sales, así como carbohidratos procesados. El aditivo reductor de agua permite lograr una mejor resistencia y durabilidad del concreto al reducir la relación agua-cemento, o bien obtener la misma resistencia original reduciendo el consumo de cemento, otra posibilidad de aplicación consiste en dar fluidez a la mezcla sin alterar la relación agua-cemento (la resistencia no cambia). Tanto los aditivos reductores de agua de rango normal como los de alto rango o superplastificantes trabajan de la siguiente manera: si se mezclaran exclusivamente el cemento y el agua se formarían una especie de grumos difícil de dispersar, salvo que se agregara mucha agua, esto último tendría por 5

supuesto un impacto negativo en la resistencia, al incluir al aditivo en la mezcla, las partículas de cemento absorben el aditivo y tienden a repelerse (las partículas se cargan negativamente, algunos mili voltios son suficientes para provocar un rechazo entre ellas), con lo cual se logra una mezcla fluida donde la cantidad de agua requerida es menor. 4. CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES PRINCIPALES Su influencia se determina de acuerdo al agua y a la cantidad del agua que es necesario añadir a la mezcla para obtener la docilidad y compactación necesaria. Los áridos de baja densidad son poco resistentes y porosos. Nos sirven para:  Una mejor trabajabilidad.  Para regular el proceso de fraguado del hormigón. Son útiles para:    

Hormigones secos. Hormigones bombeados. Hormigones vistos. Hormigones fuertemente armados.

No se deben utilizar en:  

Hormigones blandos. Hormigones fluidos.

5. TIPOS DE ADITIVOS La norma ASTM C-494 sugiere la siguiente clasificación para los aditivos reductores de agua y/o químicos controladores del fraguado. 1. Tipo A: Aditivos reductores de agua. 2. Tipo B: Aditivos retardadores de fraguado. 3. Tipo C: Aditivos acelerantes de fraguado. 4. Tipo D: Aditivos reductores de agua y retardantes. 5. Tipo E: Aditivos reductores de agua y acelerantes. 6. Tipo F: Aditivos reductores de agua de alto rango. 7. Tipo G: Aditivos reductores de agua de alto rango y retardadores de fraguado.

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6. ADICTIVOS DE REDUCTORES DE AGUA Funciona por efecto de la dispersión de las partículas de cemento, se traduce en mayores resistencias con la misma cantidad de cemento o importantes ahorros de cemento para las mismas resistencias. Características y beneficios:  En estado plástico:  Reduce el contenido de agua de mezcla por lo menos en 5%.  Mejora la trabajabilidad y la cohesión.  Reduce la tendencia a la segregación y al sangrado.  En estado endurecido:  Aumenta la resistencia a la compresión axial y a la flexión.  Mejora la adherencia al acero de refuerzo.  Reduce la tendencia al agrietamiento.

7. TIPOS O CLASES DE REDUCTORES DE AGUA

7.1. Plastificantes Estos son los sólidos disueltos H2O, sus propiedades permiten más trabajabilidad, disminuye la relación entre el agua y el cemento y disminuye la segregación cuando el transporte es muy largo o cuando hay grandes masas de hormigón. Estos pueden ser usados: Inyectados, proyectados, o pretensados. 7.2. Fluidificantes

Estos son formulaciones orgánicas líquidas, al igual que la anterior sus propiedades permiten más trabajabilidad, disminuye la relación entre el agua y el cemento. 7.3. Superplastificantes

Corresponden a una nueva generación de aditivos plastificadores que constituyen una evolución de los aditivos reductores de agua, con adsorción y capacidad de dispersión del cemento mucho más acentuada. Los 7

superfluidificantes permiten reducciones en la cantidad de agua de hasta un 30%.

8. INTERACCIÓN QUÍMICA CEMENTO/ADITIVO Cuando el cemento y agua son mezclados, las partículas finas del cemento en hidratación tienden a la floculación debido a la naturaleza en la polaridad de la molécula del agua y en consecuencia de las fuerzas de atracción de Van der Waals entre las partículas (fuerzas electrostáticas entre regiones de cargas eléctricas opuestas en la superficie del cemento, que resultan del proceso de molienda del clinker o adiciones minerales como escoria, puzolanas o calizas). Las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua y los granos de cemento en hidratación presentan una adhesión fuerte, haciendo que la estructura floculada permanezca intacta durante el proceso de mezcla del concreto. De esta forma, el concreto tendrá un exceso de agua para una misma trabajabilidad, resultando en el aumento de la porosidad y reducción de la durabilidad. La estructura floculada también disminuye el área específica de las partículas del cemento disponible para las reacciones de hidratación. Las reacciones de hidratación empiezan inmediatamente después del contacto entre el agua y cemento. Para que la distribución del agua en la mezcla sea homogénea, las partículas de cemento deben ser defloculadas y dispersas. La función de los aditivos reductores de agua es dispersar las partículas de cemento en hidratación, liberando el agua retenida entre los granos de cemento aumentando la fluidez de la mezcla. Los reductores de agua se adsorben en la superficie de las partículas de cemento en hidratación, produciendo repulsión entre los granos adyacentes del cemento debido a una combinación de fuerzas electrostáticas, resultando en defloculación, consecuentemente, el agua retenida entre los granos es liberada, aumentando la plasticidad de la mezcla. Algunos aditivos reductores de agua, como los lignosulfonatos, también pueden disminuir la tensión superficial del

9. VENTAJAS  Formulación de aditivos relativamente económicos  Compatibilidad con la mayoría de las bases aquí mencionadas

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 Dispersión inicial buena. -A dosis controladas, casi no generan inclusión de aire ni retardos considerables de fraguado.  Las melaninas, tienen buena compatibilidad con todas las demás bases químicas, únicamente, no así las melaninas.  Robustos ante el contenido de arcillas en los agregados.  Poco o nulo efecto en el retardo de fraguado  Excelentes para elaboración de concretos de muy baja relación de agua  Existen moléculas con alto poder de dispersión y moléculas diseñadas para retención de la consistencia. 10.DESVENTAJAS  Perdida rápida del poder de dispersión,  Sensibles al contenido de álcalis de los cementos.  Requieren un control y formulación adecuada para evitar problemas de inclusión de aire.  Alta sensibilidad e incompatibilidad con agregados que contengan arcillas reactivas.

11. TECNOLOGÍA La selección del mejor aditivo a emplear, pareciera una utopía, si decimos que el mejor aditivo será el que mejor se adapte a la especificidad del concreto a elaborar y las características de desempeño que se buscan. En otras palabras, para la elaboración de algunos concretos, será más que suficiente el manejo de aditivos de primera generación, para algunos otros, concretos la sinergia de diferentes bases podrá ser la mejor opción, y para otros como por ejemplo, concretos de alta resistencia, tendrán que elaborarse con los de última generación. Siempre en la búsqueda del mejor desempeño y beneficio-costo.

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II.

CONCLUSIÓN

Los aditivos son químicos que se agregan al concreto en la etapa de mezclado para modificar algunas de las propiedades de la mezcla que nunca deben ser considerados un sustituto de un buen diseño de mezcla, de buena mano de obra o del uso de buenos materiales.

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III.

BIBLIOGRAFIA

TITULO: Diseño de mescla AUTOR: Rafael Cachay H. EDITORIAL: Universidad nacional de ingeniería

TITULO: Tegnologia del concreto AUTOR: Ing. Abanto Castillo T. EDITORIAL: San Marcos E.I.R.L

TITULO: Diseño de mezclas AUTOR: Ing. Enrrique Rivva L. EDITORIAL: 1992

ININVI, Especificaciones técnicas generales de las obras del concreto simple y armado, 1990

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IV.

ANEXOS

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