Los aditivos como componente del hormigón Concepciones generales

conceptuales.

Se debe tener en cuenta que la industria química moderna ha puesto a disposición de la industria del hormigón una serie amplia de productos químicos sintetizados y de subproductos que han tenido una influencia muy notable en su desarrollo, al permitir que las características o propiedades del hormigón se modifiquen en el sentido deseado (Venkovic, 2014).

Los aditivos químicos para hormigón se utilizan para proporcionarle cualidades o características que carecen o para mejorar las que posee el hormigón fresco, endurecido y el proceso de fraguado (Wales, 2001). Las ventajas en el orden práctico, económico y la posibilidad de desarrollar nuevos hormigones, han impulsado la investigación y desarrollo de los ya mencionados aditivos. Su empleo se ha ido generalizando hasta el punto de constituir actualmente un componente habitual del hormigón (Mora López, 2012).

15 Los aditivos para hormigón son componentes de naturaleza orgánica (resinas) o inorgánica, cuya inclusión tiene como objeto modificar las propiedades físicas de los materiales conglomerados en estado fresco. Se suelen presentar en forma de polvo o de líquido, como emulsiones (Margolles, 2010).

Tanto por el Comité 116R del ACI (Comité de Examen Expediente116 del Instituto Americano del Concreto) como por la Norma ASTM (American Society for Testing and Materials) C125 (Terminología relativa al concreto y sus agregados) definen el aditivo como: un material distinto del agua, de los agregados y del cemento hidráulico que se usa como componente del concreto o mortero. Las dosis en las que se utilizan los aditivos, están en relación a un pequeño porcentaje del peso de cemento, con las excepciones en las cuales se prefiere dosificar el aditivo en una proporción respecto al agua de amasado (Web 2009).

Según la Norma Cubana (NC) 228-1:2005. Aditivos para hormigones, morteros y pasta. Parte 1: Aditivos para hormigón-Requisitos, los aditivos son productos orgánicos (resinas) o inorgánicos (sustancias químicas), que añadidos al hormigón, antes o durante el amasado, en una proporción menor del 5% del peso del cemento, permiten modificar las propiedades del hormigón en estado fresco y de esta forma variar sus propiedades físicas con el fin de que el material se adapte mejor a las especificaciones de la obra o las necesidades del constructor.

En la actualidad los aditivos permiten la producción de concretos con características diferentes a los tradicionales, han dado un creciente impulso a la construcción y se consideran como un nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento, el agua y los agregados. Existen ciertas condiciones o tipos de obras que los hacen indispensables. El uso de los aditivos se debe tanto a razones técnicas como económicas, ya que permiten una disminución de los costos por mano de obra y por materiales y al mismo tiempo facilitan la colocación del hormigón (Bermejo, 2009; Brooks, 2014).

16 Desde hace un tiempo, los aditivos químicos han sido usados para ayudar a producir hormigón de forma sostenible, lo cual es un requisito necesario para la industria de la construcción moderna. Estos requisitos guardan una relación directa con los ciclos de vida, uso de materiales reciclados, la administración correcta del agua y la disminución del consumo energía. Los aditivos químicos han sido utilizados para aumentar el uso de materiales cementicios suplementarios, disminuir la permeabilidad y mejorar la durabilidad del hormigón (Pérez, 2015).

1.2.2 Clasificación de los aditivos. Aditivos plastificantes. Generalidades Según en la Norma Norteamericana ASTM (American Society for Testing and Materials) C 494-92 La Especificación normal para las Mezclas de los Químicos para el Hormigón (Standard Specification for Chemicals Admixtures for Concrete) los aditivos se clasifican en:

Tipo A: Plastificantes (reductores del agua de amasado). Tipo B: Retardadores del fraguado.

Tipo C: Aceleradores del fraguado.

Tipo D: Plastificantes – Retardadores del fraguado. Tipo E: Plastificantes – Aceleradores del fraguado.

Tipo F: Súper plastificantes (reductores del agua de amasado de alto rango). Tipo G: Súper plastificantes – Retardadores del fraguado.

Los aditivos químicos pueden ser agrupados en función de su efecto de la manera siguiente (Betancourt, 2009; citado en Mora, 2012):

Los que influyen sobre la consistencia de la mezcla: • Plastificantes (fluidificantes o reductores de agua).

• Superplastificantes (supefluidificantes o reductores de agua de alto rango).

17 • Aceleradores del fraguado.

• Retardadores del fraguado. Otros:

• Incorporadores de aire (oclusores de aire). • Impermeabilizantes en masa.

• Inhibidores de la corrosión. • Cohesionantes.

• Expansivos. • Espumantes, etc.

En el anexo 1, se presenta un resumen de las características y los efectos de los aditivos sobre el hormigón (Carrasco, 2016).

Según la Norma cubana 228-1:2005 Aditivos para hormigones, morteros y pastas, Parte 1: los aditivos plastificantes /reductor de agua son aditivos que por acciones internas permiten sin modificar la consistencia, reducir el contenido de agua de un determinado hormigón, o que, sin modificar el contenido de agua incrementan el asentamiento, o que producen ambos efectos simultáneamente. El efecto directo de un aditivo plastificante sobre la pasta de cemento es disminuir la viscosidad de la misma (se vuelve más líquida) y fluya más rápido. Lo logra recubriendo las partículas de cemento y provocando una repulsión entre estas. Cuando las partículas se repelen entre sí, existe menos resistencia al flujo del conjunto (menos fricción), tiene lugar además una eliminación de micro flóculos, lo que permite la liberación y mejor distribución del agua, ver figura 1.1, Al ser la pasta más fluida por ende el hormigón también lo será, y esto permite disminuir la cantidad de agua del mismo, modificando por lo tanto las propiedades de la pasta, que con menos agua aumentará su resistencia en estado endurecido (Collepardi, 2005).

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Figura 1.1: Efecto de defloculación en la matriz de cemento. Fuente: Collepardi, 2005

Estos aditivos permiten, para una misma docilidad, una reducción de la cantidad de agua, o para una misma cantidad de agua aumentar de forma considerable la docilidad, o incluso permiten obtener estos dos efectos a la par. Este aumento de docilidad permite la colocación del hormigón en estructuras complicadas, con gran cantidad de aceros sin necesidad de aumentar la cantidad de agua de amasado, y por consiguiente la dosis de cemento para obtener las resistencias deseadas (Minettis 2008).

Razones para el empleo de aditivos plastificantes son (Minettis 2008): En el concreto fresco:

• Incrementar la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua. • Reducir o prevenir asentamientos de la mezcla.

• Disminuir el contenido de agua sin modificar su trabajabilidad. • Crear una ligera expansion.

• Modificar la velocidad y/o el volumen de exudación. • Reducir la segregación.

• Facilitar el bombeo.

• Reducir la velocidad de pérdida de asentamiento. En el concreto endurecido:

• Disminuir el calor de hidratación. • Desarrollo inicial de resistencia.

19 • Incrementar las resistencias mecánicas del concreto.

• Incrementar la durabilidad del concreto. • Disminuir el flujo capilar del agua.

• Disminuir la permeabilidad de los líquidos.

• Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo. • Mejorar la resistencia al impacto y la abrasión.

Por tanto, el aditivo químico mejora considerablemente las propiedades del hormigón fresco y endurecido, siempre que cumpla con los requisitos especificados; garantizando un hormigón más resistente a las cargas que estará sometido y a los agentes del medio, posibilitando directamente alagar la vida útil de la estructura.