Utilización del Cloruro de calcio como aditivo para el concreto

El uso de este como aditivo proporciona condiciones favorables en la hidratación durante el período de fraguado y endurecimiento del concreto.

Los aditivos son modificadores y mejoradores de las mezclas de concreto. Son productos solubles en agua, que se adicionan durante el mezclado, en porcentajes no mayores al 1% de la masa de cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento del concreto en estado fresco o en condiciones de trabajo. (Neville 2010)

Cada vez se va consolidando a nivel internacional el criterio de considerar a los aditivos como un componente normal dentro de la Tecnología del Concreto moderna ya que contribuyen a minimizar los riesgos que ocasiona el no poder controlar ciertas características inherentes a la mezcla de concreto original, como son los tiempos de fraguado, etc.

40 Cualquier labor técnica se realiza más eficientemente si todos los riesgos están calculados y controlados, siendo los aditivos la alternativa que siempre permite optimizar las mezclas de concreto y los procesos constructivos.

En Cuba, no es frecuente el empleo de aditivos por la creencia generalizada de que su alto costo no justifica su utilización en el concreto de manera rutinaria; pero si se hace un estudio detallado del incremento en el costo del m3 de concreto (incremento que normalmente oscila entre el 0.5 al 5% dependiendo del producto en particular), y de la economía en mano de obra, horas de operación y mantenimiento del equipo, reducción de lazos de ejecución de las labores, mayor vida útil de las estructuras etc., se concluye en que el costo extra es sólo aparente en la mayoría de los casos, en contraposición a la gran cantidad de beneficios que se obtienen.

Hay mucho desconocimiento sobre el uso y potencialidades de los aditivos, ya que al no ser productos de gran disponibilidad y consumo en el mercado local, son relativamente pocos los profesionales que tienen la oportunidad de emplearlos e investigar sus posibilidades con los materiales y condiciones locales. (Neville 2010)

Aditivos acelerantes: son aquellas sustancias que reducen el tiempo normal de endurecimiento de la pasta de cemento y/o aceleran el tiempo normal de desarrollo de la resistencia.

Proveen una serie de ventajas como son: a) Desencofrado en menor tiempo del usual

b) Reducción del tiempo de espera necesario para dar acabado superficial c) Reducción del tiempo de curado

d) Adelanto en la puesta en servicio de las estructuras

e) Posibilidad de combatir rápidamente las fugas de agua en estructuras hidráulicas f) Reducción de presiones sobre los encofrados posibilitando mayores alturas de vaciado

41 g) Contrarrestar el efecto de las bajas temperaturas en clima frío desarrollado con mayor velocidad el calor de hidratación, incrementando la temperatura del concreto y consecuentemente la resistencia.

Los acelerantes convencionales usualmente tienen en su composición cloruros, carbonatos, silicatos, fluorsilicatos e hidróxidos, así como algunos compuestos orgánicos como trietanolamina, siendo la proporción normal de uso del orden del 1% al 2% del peso del cemento.

Los no convencionales se componen de carbonato de sodio, aluminato de sodio, hidróxido de calcio o silicatos y su proporción de uso es variable. Sea que se suministren líquidos o en polvo, deben emplearse diluidos en el agua de mezcla para asegurar su uniformidad.

El acelerante más usado mundialmente o que es ingrediente de muchos productos comerciales es el cloruro de calcio.

Su mecanismo de acción se da reaccionando con el Aluminato Tricálcico y actuando además como catalizador del silicato tricálcico provocando la cristalización más rápida en la forma de cristales fibrosos. (Suarez 2016)

En la actualidad existen dos tipos de acelerantes, los basados en el cloruro de calcio (CaCl2), y los acelerantes sin cloruros. El cloruro de calcio actúa de una forma compleja con el agua y el cemento, el fenómeno de reacción aún no está perfectamente claro, parece que el cloruro se involucra con las reacciones del C3A, el yeso y el C4AF y actúa también como catalizador del C3S y del C2S acelerando la formación del gel. El cloruro de calcio se adiciona en porcentajes no mayores al 2 % por peso del cemento, además de observarse una ganancia significativa de resistencia a edades tempranas se presentan los siguientes efectos secundarios:

1. Aumenta un poco la trabajabilidad.

2. Combinado con un aditivo inclusor de aire provoca un aumento del contenido de aire. 3. Retiene la humedad en los agregados disminuyendo el sangrado.

42 5. Aumenta ligeramente la contracción por secado del concreto.

6. Disminuye la durabilidad a largo plazo.

7. Disminuye la resistencia a los sulfatos en el largo plazo.

8. Después de la ganancia rápida en resistencia hay una baja en la evolución de la misma. Los aditivos acelerantes sin cloruros presentan una gran ventaja puesto que no provocan corrosión, el cloruro de calcio llega a corroer no solamente al concreto reforzado sino también cualquier superficie metálica con la que pueda tener contacto, como por ejemplo el dispensario donde se almacena el propio aditivo. Dependiendo de la marca, el acelerante sin cloruros se puede dosificar para usos normales de 6.5 a 52 ml. por cada kilogramo de cemento. (Suarez 2016)

2.2.5 Utilización del Cloruro de calcio como agente mitigador de polvo en vías de afirmado.

Cuando las vías de conducción (pedraplenes o no pavimentadas) se encuentran de esta forma se producen impactos negativos a las poblaciones e instalaciones cercanas. Estas vías se deterioran con facilidad y requieren de periódicas intervenciones para mantenerlas en condiciones aceptables. Con el de propósito evaluar la efectividad del Cloruro de Calcio como agente estabilizador de afirmados para carretera, se han realizado estudios en Colombia para esto se construyó un tramo de prueba y un tramo control, el primero estabilizado con Cloruro de Calcio y el segundo sin estabilizar, a los cuales se les realizó un seguimiento durante 6 meses, con mediciones de las emisiones de polvo producido por un tren cañero al circular por la vía a una velocidad promedio de 40 KPH. Se compararon los resultados de ambos tramos encontrando una alta eficiencia del Cloruro Calcio como mitigador de la emisión de polvo en vías en afirmado.

Como conclusiones se tuvo que la estabilización con cloruro de calcio fue altamente eficiente para realizar mitigación de polvo al paso de los vehículos. Durante los primeros cinco (5) meses de la estabilización, la reducción en producción de polvo se mantuvo en un valor cercano al 99.9%, al sexto (6) mes este valor se había reducido al 82.1%, coincidiendo el aumento de la producción de polvo con el deterioro de la vía, por esta razón se debe

43 garantizar la integridad de la estabilización, para prolongar el efecto mitigador de polvo del cloruro de calcio. (Orobio 2007)

Comparación del cloruro de calcio respecto a Productos Alternativos

 Cloruro de Magnesio, tiene una menor eficiencia que el cloruro de calcio, ya que se requieren mayores cantidades para lograr la misma efectividad en el control de polvo, resultando más caro además de que es significativamente más tóxico.

 Aceites y Emulsiones, si bien logran mantener el polvo en el camino, en condiciones secas pierden resistencia y forman una corteza que puede fragmentarse por causa del tráfico. No aumentan la estabilidad del camino a diferencia del cloruro de calcio que si lo logra. En general son productos costosos. (Orobio 2007)