FACTORES QUE AFECTAN EL TIEMPO DE FRAGUADO DEL HORMIGON

Los factores más importantes son:

 Composición química del cemento

 Finura Del Cemento; entre mas fino sea, es mayor la velocidad de hidratación .Mientras mayor sea la cantidad de agua de amasado, dentro de ciertos limites, mas rápido es el fraguado

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 Temperatura/ Clima.

El aumento de la temperatura reduce el tiempo de fraguado. La disminución de la temperatura aumenta el tiempo de fraguado.

La hidratación parará cuando la temperatura esté cerca de 0°C. La exposición a la luz del sol y las condiciones ventosas también debido a los efectos de calor y refrigeración por evaporación. Influencian el fraguado, especialmente en la superficie, en gran parte

 Relación Agua - Materiales Cementicios (A/Mc). Una relación a/c más baja reduce el tiempo de fraguado.

 Contenido De Cemento/Adiciones.

El aumento del contenido de cemento reduce el tiempo de fraguado.

 Tipo De Cemento.

La química del cemento afectará fuertemente el tiempo de fraguado

 Aditivos Químicos.

Los aditivos aceleradores y retardadores se utilizan deliberadamente para controlar el tiempo de fraguado. La sobredosis de algunos reductores de agua puede dar lugar al retraso del fraguado.

 Tiempo De Adición De Los Aditivos.

La adición retrasada de algunos reductores de agua puede evitar la rigidización temprana o el retraso.

 Mezclado.

La mejora del mezclado influencia la hidratación mejorando la homogeneidad y la dispersión de los reactivos y, así, también acelera el fraguado.

Página 129 2.8.17.1. EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL PROCESO DE HIDRATACIÓN

Efecto en la velocidad de hidratación La velocidad de las reacciones químicas en general, es incrementada con la temperatura. Efecto en la estructura de la pasta de cemento La temperatura, por medio de su efecto acelerador en la velocidad de hidratación, acelera la formación de la estructura sólida del cemento hidratado.

Sin embargo, la temperatura también afecta la naturaleza de tal estructura, y en particular, la naturaleza del sistema poroso. Este efecto es de gran importancia ya que las propiedades mecánicas del hormigón, así como la durabilidad, tienen gran dependencia de las características físicas de la pasta de cemento.

La porosidad de la pasta de cemento, durante el proceso de hidratación, tiende a disminuir mientras este proceso avanza. Por lo tanto, como la velocidad de hidratación es acelerada por la temperatura, la correspondiente disminución de la porosidad es igualmente acelerada. Consecuentemente, a cierta edad, la porosidad de una pasta de cemento curada a bajas temperaturas será mayor que la porosidad de una pasta de características iguales, pero curada a una mayor temperatura.

Por otro lado, la temperatura también afecta la naturaleza de la distribución del tamaño de los poros en la pasta de cemento, en este caso, una temperatura mayor es asociada con un sistema más pobre.

Página 130 2.8.17.2. EFECTO DE LAS ADICIONES EN EL CEMENTO

En la evolución del uso de los cementos portland se incorporan al clinker, durante la molienda o al cemento directamente, distintos tipos de adiciones. En la actualidad los tipos de adiciones utilizadas son:

 Las hidráulicamente activas (puzolanas y escorias)

 Las hidráulicamente inactivas (filler).

La reactividad de las mismas define su mayor o menor hidratación, la cual está fundamentalmente ligada con la condición amorfa de su estructura. Sin embargo, su cristalinidad es lo que menos las influencia y caracteriza, pero más las diferencia.

Una investigación anterior demostró que, la caliza ha provocado mayores estimulaciones que el cuarzo con ambos cementos. Por último, la adición de yeso ha producido aceleraciones y retrasos en función de la composición del cemento.

El desarrollo del estudio del cemento abarca desde el análisis individual de cada una de sus fases componentes, hasta la investigación de los sistemas más complejos con todas sus variables.

Es conocido que en la interacción conjunta de los componentes del clinker y el yeso, se tiene que:

El C3A y el C4AF compiten por iones sulfato, pero por ser el C3A más reactivo que el C4AF, consume más iones sulfato en la formación de las fases AFt y AFm. La disminución de iones sulfato del sistema incrementa la reactividad del C4AF, generándose menor cantidad de ettringita que la esperada,

Página 131 Además, el yeso incrementa la velocidad de hidratación de los silicatos de calcio, que también compiten por iones sulfatos durante la hidratación; pues el gel CSH puede incorporar en su estructura cantidades significativas de sulfatos. Se ha demostrado que la incorporación de 1 a 3% de SO3 acelera la hidratación de la alita y que de 1 a 2% acelera la hidratación de la belita.

En consecuencia, un elevado contenido de yeso contribuye a la generación de grandes cantidades de ettringita; mientras que un bajo contenido permite que la fase AFm se forme antes de finalizar el período latente de la hidratación del C3S.

Con respecto a la incorporación de adiciones, se consideraba que las completamente cristalinas solo tenían el rol de relleno (filler) y servían para diluir el cemento portland. Sin embargo, con la incorporación de un filler no hidráulico (rutilo) a los componentes principales del cemento, se comprobó que el mismo aumentaba el grado de hidratación de cada uno de ellos.

Esta misma tendencia fue observada en la resistencia mecánica de morteros con incorporación de fillers no hidráulicos de distintos orígenes (calcáreo, granítico y silíceo), y el aumento de la resistencia fue atribuido a la actuación de las partículas de cada filler, como sitios de nucleación de los cristales de hidróxido de calcio

Así, a partir de la dilución del cemento con materiales finamente molidos se logró atenuar el efecto de la dilución, por la estimulación provocada por los mismos.

Página 132 Esto es, los materiales finamente molidos sirven como centros de nucleación del CH incrementando la velocidad de reacción del C3S, alcanzando así mayor calor, mayor resistencia, etc.

Es por eso que en numerosas ocasiones la estimulación es tan evidente que además de atenuar el efecto de la dilución, provoca un aumento del calor, de la resistencia, etc. con respecto al cemento portland puro.

En el caso de la incorporación de carbonato de calcio, se ha comprobado que el mismo acelera las reacciones de hidratación de los cementos portland; aumentando la resistencia inicial, el grado de hidratación, la cantidad de hidróxido de calcio liberado, la edad de aparición de los puntos singulares en las curvas calorimétricas y la cantidad de calor total liberado a determinadas edades.

También se demostró que la fase aluminato reacciona con el carbonato y el CH para producir hemi hidróxido hemicarboaluminato de calcio hidratado, monocarboaluminato de calcio hidratado y tricarboaluminato de calcio hidratado y que la fase silicatos reacciona con el carbonato de calcio, dado que pequeñas cantidades de este son incorporadas al CSH formando carbosilicato de calcio hidratado.

Con respecto a la incorporación de cuarzo molido, se determinó comparativamente que en pastas elaboradas con cemento y la incorporación de hasta 20% de caliza o cuarzo, se aumenta el grado de hidratación del cemento portland en las primeras edades; sin embargo, la ganancia de resistencia a edades más avanzadas era superior en las pastas con cuarzo molido debido a la actividad hidráulica

Página 133 que se desarrolla en la superficie de las partículas de cuarzo.

En resumen, la incorporación tanto del yeso como de las adiciones en forma aislada provoca una estimulación de la hidratación del cemento. El aumento de la velocidad de reacción inicial ocasionada por la acción aislada o conjunta del yeso adicional y las adiciones cristalinas pueden producir un incremento en el calor generado durante la hidratación del cemento mezcla, y su empleo en hormigones puede crear tensiones internas originadas por la gradiente de temperaturas, causando deformaciones diferenciales que generen microfisuración y afecten las propiedades mecánicas y durables del hormigón colocado en estructuras masivas. Simultáneamente y en ausencia del problema anterior, este incremento en la velocidad inicial de reacción del cemento puede ser aprovechado para elaborar hormigones con alta resistencia inicial.

•Para La caliza y el cuarzo muestran una intensa

estimulación de la hidratación, que en la mayoría de los casos fue acompañada de un aumento en la cantidad de CH y de calor liberado por gramo de cemento, alcanzando dicha estimulación al compensar la dilución.

• La incorporación de yeso provoca diferencias más

significativas en el aumento de la cantidad de calor por gramo de cemento en las mezclas con el cemento de elevado C3A y bajo C3S que con el cemento de escaso C3A y elevado C3S. Además, en el caso de la caliza se pone de manifiesto una considerable interacción exotérmica con ambos cementos

Página 134 2.8.17.3. INFLUENCIA DE COMPONENTES MINORITARIOS

Los iones alcalinos Na+ y K+ derivan de las materias primas empleadas en la fabricación del clinker siendo la cantidad total expresada como Na2O equivalente entre 0.3-1.5% Los sulfatos generalmente provienen del combustible que se emplea para el funcionamiento del horno La fuente de la mayoría de los sulfatos es el yeso.

El principal objetivo del yeso es retardar el rápido fraguado que origina la alta reactividad del C3 A hacia el agua.

En el sulfato cálcico puede estar:

• yeso(CaS04.2H20), hemihidrato (CaS04 1/2H20) ó como anhidrita (CaS04): presencia no deseable. Gran solubilidad podrían originar falsos fraguados por precipitación de yeso a primeras edades (Ref. 6).