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1.4 LOS ADITIVOS

 

Definición y clasificación
 
Los aditivos son sustancias que se agregan al hormigón. A través de sus acciones químicas y/o físicas, estas sustancias modifican determinadas características del hormigón fresco y del endurecido, como el fraguado, la trabajabilidad, el endurecimiento.
El uso de los aditivos se justifica por razones técnicasy económicas. Determinadas características del hormigón fresco y endurecido no pueden realizarse sin el agregado de aditivos. Estos pueden contribuir a disminuir el costo de la mano de obra y de los materiales. Además permiten el ahorro de energía y facilitan la colocación del hormigón.
Las especificaciones y requerimientos de los aditivos para el hormigón se encuentran en la norma IRAM1663.


 

Aditivo
Efectos Principales
Fluidificantes
Reducción de la necesidad de agua y/o mejoramiento de la trabajabilidad
Super-Fluidificantes
Pronunciada reducción de la necesidad de agua y/o mejoramiento de la trabajabilidad para la obtención de un hormigón fluido.
Incorporadores de aires
Producción y dispersión de minúsculas burbujas de aire en la masa del hormigón para una mejor resistencia al hielo/sales anti-hielo.
Retardadores de fragüe
Demora en el inicio del fraguado del hormigón
Aceleradores de fragüe
Aceleración del fraguado y del endurecimiento del hormigón, sobre todo a bajas temperaturas.

Tabla 1.4.1 Efectos principales de los aditivos.

 

Dosificación

Los áridos son agregados generalmente en forma líquida en pequeñas cantidades, en el momento del mezclado. Su porcentual en peso con respecto al cemento se sitúa habitualmente 0,2 y 2%. De todos modos la dosificación debe hacerse siguiendo las indicaciones del productor.

En la preparación de la fórmula del hormigón será necesario tener en cuenta la parte del líquido introducida para dosificaciones superiores a 1%.

De igual forma se tendrá presente la cantidad de aire introducida a la mezcla por medio de aireadores. Es necesario evitar las dosificaciones inferiores al nivel de precisión de las balanzas convencionales. La dosificación en defecto se manifiesta en la disminución rápida del efecto deseado, mientras que la dosificación en exceso puede tener efectos indeseables como demoras en el fraguado, la segregación o la pérdida de resistencia a la compresión.

 

Tipos principales de aditivos 

Fluidificantes(F,SF)

Los fluidificantes (F) y los superfluidificantes (SF) decididamente son los aditivos más utilizados para la elaboración del hormigón. La eficacia de estos aditivos está claramente representada en la fig. 1.4.1.

Fig. 1.4.1 Efecto de un superfluidificante (SF).

 

·Los fluidificantes mejoran la trabajabilidad del hormigón en presencia de una relación A/C constante ( cantidad de agua de mezcla inalterada) (“1”).

·Por otro lado, si se desea conservar el nivel de trabajabilidad, los fluidificantes permiten reducir la cantidad de agua necesaria y en consecuencia la relación A/C (“2”). En este caso aumentan la resistencia y la impermeabilidad.

·Se puede además,si bien en forma controlada, conjugar los dos efectos, mejorando la trabajabilidad y reduciendo la relación A/C. (“3”).

 

Finalmente y no por esto de menor importancia, se citan las ventajas económicas, la mejor trabajabilidad y las mejores características finales del hormigón que derivan del agregado de fluidificantes.

 

Un posible efecto secundario que se puede dar seguidamente al uso de fluidificantes es una cierta demora en el fraguado. Aquí entran en juego las características del cemento y de los agregados usados. Por esto se recomienda verificar la compatibilidad entre los constituyentes y los aditivos, sobre todo en el caso de las dosificaciones elevadas de aditivos o también cuando se trabaja con más de un aditivo simultáneamente.

 

Incorporadores de aire
 
El rol de los aireadores es introducir en el hormigón millones de pequeñas burbujas de aire. De esta manera se mejora sensiblemente la resistencia al hielo y a las sales anticongelantes (ver cap. 3.5). Como resultado además se obtiene el mejoramiento de la trabajabilidad y la disminución de la segregación.
Regla práctica: El 1% de aire introducido en el hormigón corresponde a una disminución de la cantidad de agua de amasado igual a 5 l/m3 y produce una trabajabilidad similar a la que se obtendría con el agregado de 10-15 Kg de agregados finos.
 
La pérdida de resistencia es un efecto indeseable que se produce con el uso de los incorporadores de aire.
Regla práctica: a cada % de aire ocluido corresponde una pérdida de resistencia entre1 y 3 Mpa. 

 

Las burbujas introducidas en el hormigón fresco persisten en el hormigón endurecido. En caso de hielo, estas acumulan parcialmente el agua en movimiento en los capilares, reduciendo así el riesgo de disgregación del conglomerado (fig.1.4.2) que resulta de la formación del hielo.


 

FIG. 1.4.2. Formación de hielo.

 

En la mayor parte de los casos, es suficiente una pequeña cantidadde aditivo para obtener el tenor deseado de aire introducido. Este representa 3-6% del volumen de hormigón. En cada caso se establece que el tenor de aire contenido en el hormigón no depende solamente del tipo y de la dosificación del aditivo sino también de otros factores: tipo de cemento, naturaleza del agregado y curva granulométrica del arena, consistencia , temperatura , intensidad y duración del mezclado, presencia de ulteriores aditivos o materiales agregados. La compatibilidad de nuevas combinaciones debe ser absolutamente probada mediante exámenes preliminares.

 

Retardadores

Estos aditivos retardan el inicio del fraguado de la pasta de cemento y prolongan el intervalo que se dispone hasta su uso. Se utilizan sobre todo para la confección de hormigones sin características particulares. Las principales aplicaciones de los retardadores son las siguientes:

 

·Hormigonado a temperaturas elevadas.

·Transporte a larga distancia.

·Hormigonado de grandes volúmenes o superficies extensas.

·Supresión de juntas de trabajo en caso de pausas de trabajo programadas (ninguna discontinuidad entre las etapas de trabajo).

·Atenuación en la liberación de calor derivado de la hidratación en el hormigón masivo.

 

Un hormigón con agregado de retardante endurece más lentamente en la fase inicial (fig.1.4.3),pero desarrolla resistencias después de los 28 días a menudo levemente más elevadas que el hormigón convencional. A causa del endurecimiento inicial retardado, el hormigón con agregado de retardadores necesita de un cuidado particular.

Dado que el efecto deseado depende fuertemente del tipo de retardante como también del cemento utilizado y de la temperatura ambiental, es absolutamente indispensable la ejecución de exámenes preliminares a diversas temperaturas.

En caso de una dosificación en exceso, el efecto de los retardadores, puede llegar a inhibir el fraguado o, por el contrario, ser invertido, transformándolos en acelerantes.

 

Fig. 1.4.3. resistencia mecánica del hormigón

 

Efecto de los retardadores y de los acelerantes

Acelerantes 

Los acelerantes y los productos anticongelantes aceleran el inicio del fraguado y liberan más rápidamente el calor de hidratación. La mayor parte de estos aditivos aceleran también el endurecimiento del hormigón. Estos permiten además desencofrar, someter a cargas o también exponer el hormigón al hielo dentro de un intervalo de tiempo bastante más corto.

El efecto de aceleración depende en gran medida de su constitución química y del cemento utilizado. Prácticamente, éstos causan siempre una pérdida más o menos importante de la resistencia final del hormigón ( Tabla 1.4.2.)

En el caso de una dosificación excesiva, se observa una demora más que una aceleración del fraguado y el endurecimiento (efecto contrario).

Los acelerantes a base de cloruros usados en el pasado no se emplean más porque favorecen la acción corrosiva de la armadura.

Siendo difícil cuantificar su efecto, los acelerantes son utilizados sólo en casos particulares:

·Hormigón proyectado.

·Hormigonado a bajas temperaturas

·Intervalo de desencofrado muy corto.

·Hormigonado en contacto con aguas en escurrimiento.

·Anclajes.

·Trabajos de reparación.

·Impermeabilización rápida de infiltraciones de agua.

 

No obstante que el agregado de los aditivos permite a menudo obtener interesantes prestaciones, no se debe olvidar el hecho que éstos introducen una mayor complejidad en el sistema agregado-agua-cemento. Por esta razón es que el uso de aditivos requiere mucha atención por parte del usuario.

La mezcla de determinados aditivos puede también producir reacciones no deseadas. Por este motivo se aconseja no mezclar los aditivos que provienen de distintos productores.


 

Efectos sobre
Fluidificante
Acelerantes

de fragüe

Retardadores

de fragüe

Incorporadores

de aire

Trabajabilidad
++
-
+
+
Segregación/bleeding
+
 
-
+
Fraguado- aceleración
 
++
   
-retardo
   
++
 
Comportamiento frente al bombeo
+
     
Resistencia inicial
+
++
-
-
Resistencia final
+
-
+
-
Permeabilidad
+
-
 
+
Resistencia al hielo en presencia de sales anti-hielo
+
-
-
++
Hormigonado a bajas temperaturas
+
+
-
 
Hormigonado a temp. elevadas
 
-
+
 
++ efecto deseado+ efecto positivo- riesgo de efectos no deseados

Tabla 1.4.2. Efectos de cuatro tipos principales de aditivos.

 

 

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