ADITIVOS PARA HORMIGON

1 Generalidades

Los aditivos son productos que, introducidos en pequeña porción enel hormigón, modifican algunas de sus propiedades originales, se presentanen forma de polvo, liquido o pasta y la dosis varia según el producto y elefecto deseado entre un 0.1 % y 5 % del peso del cemento.

Su empleo se ha ido generalizando hasta el punto de constituiractualmente un componente habitual del hormigón. Sin embargo suempleo debe ser considerado cuidadosamente, siendo importanteverificar cual es su influencia en otras características distintas de las que sedesea modificar.

En primera aproximación, su proporción de empleo debeestablecerse de acuerdo a las especificaciones del fabricante, debiendoposteriormente verificarse según los resultados obtenidos en obra o,preferentemente, mediante mezclas de prueba.

El empleo de los aditivos permite controlar algunas propiedades delhormigón, tales como las siguientes:

Trabajabilidad y exudación en estado fresco. Tiempo de fraguado y resistencia inicial de la pasta de cemento. Resistencia, impermeabilidad y durabilidad en estado endurecido.

2 Clasificación

La norma ASTM C 494 “Chemical Admixtures for Concrete”, distinguesiete tipos:

TIPO A : Reductor de Agua TIPO B : Retardador de Fraguado TIPO C : Acelerador de Fraguado TIPO D : Reductor de agua y Retardador. TIPO E : Reductor de Agua y Acelerador. TIPO F : Reductor de Agua de Alto Efecto. TIPO G : Reductor de Agua de Alto Efecto y Retardador

Los aditivos incorporadores de aire se encuentran separados de estegrupo, e incluidos en la norma ASTM C260 “Especifications for AirEntraning Admixtures for Concrete”.

Por su parte el código de buena práctica “Aditivos, Clasificación,Requisitos y Ensayos”, elaborado por el Centro Tecnológico del Hormigón(CTH), establece la siguiente clasificación:

Retardador de fraguado. Acelerador de fraguado y endurecimiento. Plastificante. Plastificante-Retardador. Plastificante-Acelerador. Superplastificante. Superplastificante retardador. Incorporador de aire.

Finalmente, la norma francesa AFNOR P 18-123 “Betons: Definitions etMarquage des Adjuvants du Betons” establecen una clasificación másamplia, motivo por el cual será utilizada como base para el presente texto:

1. Aditivos que modifican las propiedades reológicas del hormigónfresco:

1.1. Plastificantes – Reductores de agua.1.2. Incorporadores de aire.1.3. Polvos minerales Plastificantes1.4. Estabilizadores

2. Aditivos que modifican el fraguado y endurecimiento:2.1. Aceleradores de fraguado y/o Endurecimiento.2.2. Retardadores de Fraguado.

3. Aditivos que modifican el contenido de aire:3.1. Incorporadores de Aire3.2. Antiespumantes.3.3. Agentes formadores de Gas.3.4. Agentes formadores de Espuma.

4. Aditivos que modifican la resistencia a las acciones físicas:4.1. Incorporadores de Aire.4.2. Anticongelantes.4.3. Impermeabilizantes.

5. Aditivos misceláneos5.1 Aditivos de cohesión – emulsiones5.2 Aditivos combinados5.3 Colorantes5.4 Agentes formadores de espuma

3.1 Aditivos que modifican las propiedades reológicas del hormigón fresco

La ionización de los filamentos del aditivo produce la separación delos granos de cemento entre sí, conduciendo a una efectiva defloculación. Los granos de cemento quedan individualizados y defloculados, facilitándose aun más el mojado, lo que produce unahidratación y reducción del esfuerzo de cizalle necesario para poner enmovimiento el hormigón fresco, lo que explica su efecto comoplastificante.

Por otro lado las moléculas del aditivo son absorbidas y se orientanen la superficie de los granos de cemento en un espesor de variasmoléculas, de lo que resulta una lubricación de las partículas. Estemecanismo puede producir incorporación de aire en forma de microburbujas esféricas, al evitar que el aire atrapado se disuelva o salga a lasuperficie, actividad que aumenta con la longitud de la cadenamolecular. El efecto de incorporación de aire no siempre se ve expresadoen un mayor volumen de aire al hacer el ensayo en un aerímetro, pues sesupone que el aditivo convierte el aire atrapado en burbujasmicroscópicas retenidas en su masa, las que actúan como rodamientoentre las partículas sólidas, contribuyendo al aumento de la docilidad delhormigón.

3.1.1 Plastificantes reductores de agua

Se definen como aditivos que permiten, para una misma docilidad,una reducción de la cantidad de agua en un hormigón dado o que, parauna misma cantidad de agua aumentan considerablemente estadocilidad o, incluso permiten obtener estos dos efectos simultáneamente.

- El aumento de docilidad permite la colocación del hormigón enestructuras complicadas, con alta densidad de armadura o con efectossuperficiales especiales sin necesidad de incrementar cantidad de aguade amasado y por consiguiente la dosis de cemento para obtener lasresistencias especificadas.

- La disminución de la dosis de agua y en consecuencia de la razónagua-cemento, manteniendo una determinada trabajabilidad, permiteaumentar la compacidad del hormigón y, por consiguiente, suresistencia, impermeabilidad y durabilidad. Por la misma razón, laretracción y en consecuencia, la tendencia a la fisuración se vendisminuidas.

La acción de los aditivos plastificantes puede ser causada por elefecto combinado de acciones de tipo físico, químico y físico-químico,dependiendo la preponderancia de alguna de ellas de su composición.

La acción física deriva principalmente de la incorporación de aireque producen algunos aditivos, cuyas burbujas, al actuar como especiesde rodamientos entre las partículas sólidas, disminuyen la fricción interna.

La acción química proviene principalmente de una disminución dela velocidad de hidratación de los constituyentes del cemento,especialmente de los aluminatos. Se obtiene de este modo una acciónmas completa (mejor mojado) de los granos de cemento, lo que permitetambién disminuir el roce interno entre las partículas.

- Efectos

El principal efecto producido por los aditivos plastificadores -reductores de agua incide sobre la trabajabilidad del hormigón en suestado fresco. Este efecto puede traducirse en una reducción de la dosisde agua, si se mantiene constante la docilidad o fluidez del hormigón, o enun aumento de su docilidad, si se mantiene constante la dosis de agua delhormigón.

3.1.2 Superplastificante o Fluidificante

Corresponden a una nueva generación de aditivo plastificadores enbase a productos melamínicos o naftalinicos, constituyendo una evoluciónde los aditivos reductores de agua, en que la absorción y la capacidad dedispersión del cemento es mucho mas acentuada.

Esto se traduce en un enorme aumento de la trabajabilidad delhormigón, sin modificar la cantidad de agua. El resultado es un hormigónmuy fluido (autonivelante), de baja tendencia a la segregación.

Pueden utilizarse también como reductores de agua, siendo posibleen este caso, dado su apreciable efecto, alcanzar disminuciones en lacantidad de agua entre 20% y 30%. Ello permite obtener un fuerteincremento en las resistencias, especialmente en las primeras edades, porlo que pueden utilizarse como aceleradores de endurecimiento o aditivospara hormigones de alta resistencia.

- Efectos

Los superplastificadores se emplean en dosis mayores que losplastificadores reductores de agua, (0.8 a 3%) y pueden ser agregados alfinal del amasado sin diluir previamente en el agua.

El efecto sobre la trabajabilidad del hormigón se mantiene entre 30 y60 minutos según el aditivo, característica que hace convenienteagregarlo inmediatamente antes del termino del amasado y obliga a unarápida colocación.

El efecto se termina una vez transcurrido el tiempo señalado,volviendo el hormigón a su docilidad inicial. Eventualmente puedeagregarse una nueva dosis, remezclando el hormigón con el fin deprolongar el efecto por otro periodo.

Los homigones fluidos obtenidos con estos aditivos pueden sercolocados con gran facilidad, pues son prácticamente autonivelantes ypor lo tanto se reduce el trabajo de colocación y se elimina la necesidadde vibrar salvo en zonas densamente armadas.

Cuando los aditivos fluidificantes se emplean como reductores deagua se obtiene un incremento de algunas características del hormigónendurecido, especialmente su resistencia, durabilidad e impermeabilidad.

Por otra parte, debido a que no producen incorporación de aire, elefecto en las resistencias es superior al obtenido con los plastificantes-reductores de agua, especialmente en las primeras edades, lo que resultamuy conveniente para su empleo en hormigones pretensados,prefabricado y obras en que se requiere desarrollo rápido de resistencias.

Otro factor importante a tener en consideración, es sobre la base deensayos de laboratorio y aplicaciones en obra indican que la sobredosis deaditivo superplastificantes o su aplicación en un hormigón de composicióninadecuada puede producir una fuerte segregación, depositándose laspartículas sólidas en una masa compacta y dura, mientras el agua deamasado sube a la superficie del hormigón.

3.1.3 Incorporador de aire

Están destinados a producir la incorporación de aire en forma depequeñas burbujas, en su mayoría de un tamaño comprendido entre 0.01y 1 mm, con una distribución uniforme de las masas del hormigón.

La proporción de burbujas recomendable depende del tamañomáximo del árido más grueso del hormigón, empleándose por reglageneral los siguientes valores:

Tamaño máximo 40 mm 20 mm 10 mm% aire recomendado 4 5 7

Tabla IV.53 % de Aire Recomendado

El empleo de los incorporadores de aire esta orientado básicamentea aumentar la resistencia del hormigón frente a los ciclos alternados detemperaturas bajo y sobre cero (cielo y deshielo), que puedan conducir alcongelamiento del agua contenida en el hormigón.

Sin embargo, hacen también efecto sobre otras propiedades delhormigón, entre las cuales pueden citarse las siguientes:

Reducción de la permeabilidad del agua y líquidos en general. Aumento de la consistencia del hormigón, en una forma similar al

obtenido por la adición de granos finos. Aumento de la fluidez del hormigón. Disminución de la exudación del agua de amasado del hormigón. Disminución de la resistencia.

Este último efecto debe ser especialmente considerado, pues ladisminución de la resistencia provocada por la incorporación de burbujasno alcanza a ser compensada por la disminución de la cantidad de aguade amasado posible de producir por efecto de la mayor fluidez.

- Efectos

La incorporación de aire en el hormigón produce diversos efectossobre éste, tanto mientras se mantiene en estado plástico como cuandoya ha endurecido.

Debe señalarse que el efecto principal buscado con el uso de losincorporadores de aire es el aumento de la resistencia del hormigón frentea los ciclos alternados de hielo-deshielo, que pueden producirse en losperíodos en que las temperaturas ambiente descienden bajo 0ºC, caso enel cual su empleo debe considerarse imprescindible.

Sin embargo, la incorporación de aire tiene también otros efectossecundarios de importancia, algunos de características favorables para eluso del hormigón, los cuales se analizan en los párrafos que siguen:

- Efecto frente a los ciclos alternados de hielo - deshielo

Cuando existen bajas temperaturas ambiente que conducen aprocesos de hielo y dehielo alternativos, las burbujas de aire incorporadoen el hormigón actúan como cámaras de expansión frente al aumento devolumen que experimenta el agua al transformarse en hielo. Ello permitereducir las presiones hidráulicas y, con ello, las tensiones internas que seoriginan por este motivo, impidiendo así el deterioro progresivo que seproducirá en un hormigón que no contenga aire incorporado.

- Efecto sobre la trabajabilidad del hormigón

Las burbujas de aire formadas en el hormigón fresco actúan al mismotiempo como un fluido, aumentando su docilidad, y como un inerte, yaque, por su tamaño, equivalen a partículas de tamaño inferior a 2 mm, conla ventaja de tener un mejor coeficiente de forma, de ser elásticas ydeformables, lo que les permite deslizarse sin rozamiento.

Se varían por lo tanto, las propiedades reológicas del hormigón,aumentando la cohesión con lo cual se reduce la tendencia a lasegregación y la exudación, lo que facilita su puesta en obra.

Por otra parte, al disminuirse la exudación se evita la acumulación deagua bajo las barras de acero y los áridos gruesos, mejorando suadherencia, así como también disminuye la formación de lechada en lassuperficies.

Se debe considerar que la incorporación de aire producedisminuciones en las resistencias mecánicas del orden de 3 a 5% por cada1% de aire incorporado. Esta perdida de resistencia se compensa en parteal bajar la razón agua-cemento por el efecto plastificador antesmencionado.

- Efecto sobre la impermeabilidad

En el hormigón endurecido, las microburbujas producidas por eladitivo Incorporador de aire se interponen en la red de canalículos internaque existe en todo hormigón, lo cual permite limitar la ascensión de aguapor capilaridad. El hormigón resultante es, en consecuencia, másimpermeable e, indirectamente, por ello más resistente a la acción deagentes agresivos.

3.1.4 Expansores - Estabilizadores

Estos aditivos forman burbujas de gas por reacción de algunos de suscompuestos entre sí o con los productos de la hidratación del cemento.

Esta reacción se produce en el interior del hormigón mientras este semantiene fresco, de manera que, al quedar atrapadas las burbujasproducidas, se genera una expansión del hormigón, motivo por el cual elempleo de este tipo de aditivos se puede orientar a producir dos efectos:

- Si el hormigón esta libre para expandirse, el aumento de volumengenerado permite compensar la disminución de volumen quenormalmente experimenta el hormigón por efecto de la retracciónhidráulica.

- Si el hormigón esta confinado, el aumento de volumen puede generar unefecto de compresión, el cual puede compensar las tensiones de tracciónque experimenta el hormigón por efecto de la retracción hidráulica.

- Efectos

Como se ha indicado anteriormente, los aditivos expansoresproducen un aumento de volumen en el hormigón mientras este semantiene aun en estado fresco. Posteriormente se produce una retracciónhidráulica y como efecto secundario debe mencionarse que la formaciónde burbujas se traduce en la disminución de la resistencia.

3.2 Aditivos que modifican el fraguado y endurecimiento

Entre estos productos se cuentan los aceleradores y retardadores defraguado. Estos son productos solubles en agua, que actúanquímicamente modificando las velocidades de disolución de los diversosconstituyentes del cemento. Su acción es compleja y con frecuenciadifícil de explicar puesto que de por sí son también las reacciones dehidratación de los distintos tipos de cemento.

A partir del momento en que el cemento se mezcla con agua, éstase satura, principalmente de cal y de sulfatos procedentes del yeso y de losálcalis. El aluminato tricalcico se hidrata rápidamente produciendo unaluminato cálcico hidratado y un sulfoaluminato, posteriormente sehidratan los silicatos tricalcico y bicálcico, dando lugar a diversoscompuestos hidratados.

Estos fenómenos que son de gran complejidad en el cemento, lo sonaun mas cuando el cemento contiene alguna adición o cuando se haagregado algún aditivo químico.

3.2.1 Aceleradores de fraguado y endurecimiento

Son productos que adelantan el inicio de fraguado y aceleran elendurecimiento, permitiendo la obtención de resistencias más altas aedades tempranas.

Las investigaciones han demostrado que los aceleradoresinorgánicos actúan principalmente acelerando la hidratación del silicatotricalcico, y, en algunos casos, también la del aluminato tricalcico, comoocurre con algunos aceleradores capaces de producir un fraguado casiinstantáneo.

Los aceleradores producen un aumento de la resistencia inicial delhormigón, principalmente en los primeros días, acortando, además, lostiempos inicial y final de fraguado.

Por estas características, los aceleradores son utilizados con lossiguientes fines:

Cuando se desea reducir el periodo de espera para la puesta enservicio de un elemento estructural.

Para atenuar el efecto retardador producido sobre las resistenciasiniciales del hormigón en los periodos de baja temperatura.

- Efecto

El efecto producido por un acelerador depende de la dosis decemento, por lo que no es posible dar valores medios sobre su efecto, elcual debe ser estudiado en cada caso en particular.

- Efecto sobre el tiempo de fraguado

Tiempo de fraguado% Ca Cl2 Principio (h) Fin (h)0 4.45 11.01 3.0 8.02 1.5 5.0

Tabla IV.54 Tiempo de Fraguado

- Efecto sobre las resistencias

Resistencias a la compresión (kg/cm2)A las edades y temperaturas que se

indican1 día 7 días

%CaCl2

5ºC 20ºC 5ºC 20ºC0 7 80 375 4951 40 130 420 5302 70 160 425 540

Tabla IV.55 Resistencia a la compresión

Como puede verse, las resistencias mecánicas a la compresión seven fuertemente aumentadas en las primeras edades (1 día), efecto quetiende a disminuir a edades superiores (7 días), por lo que puede preverseque tenderán a igualarse a edades superiores, pudiendo incluso esperarseresistencias mas bajas a edades sobre 28 días.

- Efecto sobre la retracción

La retracción hidráulica posterior al fraguado de la pasta decemento se ve aumentada por la adición de cloruros, con lo que tambiénaumenta el riesgo de fisuración.

- Corrosión de las armaduras

La experiencia ha demostrado que la adición de cloruros puedefavorecer la corrosión de las armaduras del hormigón armadomanteniendo un ambiente húmedo.

Debido a ello las normas establecen valores límites de contenidototales de cloruros en este tipo de hormigones.

3.2.2 Retardadores

Su función principal es retardar el principio de fraguado de la pastade cemento, manteniendo constante, en lo que sea posible, el tiempo defraguado y las resistencias en las distintas edades.

El mecanismo de acción de los retardadores no es totalmenteconocido. Sin embargo se supone que el aditivo es absorbido por losgranos de cemento, produciéndose una capa relativamente

impermeable, la cual posterga el proceso de hidratación normal, enparticular del aluminato tricalcico.

Esta capa es finalmente penetrada por el agua, iniciándose elfraguado de acuerdo a su mecanismo habitual.

- Efectos- Efecto sobre el tiempo de fraguado

El efecto varía según el producto y la dosis empleada como seaprecia en la siguiente tabla.

ProductoDosis Principio de

fraguado (h)Fin de

fraguado (h)Sin aditivo 0 3,10 7,00Sacarosa 0,5 %

1,0 %5,30

10,0013,0016,00

Glucosa 1,0 %2,0 %

9,0014,00

15,0022,30

Ácidofosfórico

0,5 %1,0 %2,0 %

4,56,08,0

12,0014,0020,00

Tabla IV.56 Efecto del aditivo

Por otra parte en la figura 4.19 se observa la influencia de la dosis dedos productos retardadores sobre el comienzo de fraguado, el que comopuede verse se modifica en forma aproximadamente lineal con la dosis deaditivo utilizada.

15

12

6

3

9

0.750.50.25 1.51.251.0Dosis %

0

Fig. 4.20 Efecto de la dosis de retardador sobre eltiempo de fraguado

Los antecedentes presentados permiten observar que el efecto decada tipo de aditivo retardador es significativamente diferente, lo cualconfirma la recomendación de estudiar cada aditivo en las condicionesque se va a utilizar.

- Efecto sobre el calor de hidratación

En general, las experiencias demuestran que el calor desprendido enlas primeras 24 horas es tanto mas bajo cuanto mayor haya sido el retardoproducido. Sin embargo, el calor total desarrollado es igual después dealgunos días y a los 7 días puede ser incluso superior el del mortero con elretardador que sin él.

- Efecto sobre las resistencias mecánicas

En general, las experiencias indican que las resistencias mecánicasson inferiores hasta los 3 días, pero después de esta edad tienden aigualarse para superarse a los 28 y 90 días, efecto que es tanto más notoriocuanto mayor sea el retardo.

- Efecto sobre la retracción

Tal como se manifiesta con las otras características del hormigón,algunas experiencias efectuadas indican que aparentemente el empleode un aditivo retardador disminuye la retracción inicial, pero el valor finalde esta puede aumentar por sobre el del hormigón sin aditivo. Sin embargodebe señalarse que este punto no ha sido lo suficientemente investigadopara establecer su plena validez.

- Efecto sobre la trabajabilidad

En general los retardadores tienen un efecto plastificante sobre elhormigón fresco, mejorando la docilidad o permitiendo una reducción delagua de amasado.

3.3 Aditivos que modifican la resistencia a las acciones físicas y químicas

3.3.1 Hidrofugos de masa

Los hidrófugos están destinados a reducir la penetración o paso deagua a través del mortero u hormigón. Se denomina hidrófugo de masaaquel que se incorpora en el mortero u hormigón en el momento delamasado. Se excluyen, por lo tanto, los productos aplicadossuperficialmente, los que se denominan impermeabilizantes superficiales.

El agua puede incorporarse en la masa de una estructura por dosprocesos diferentes: presión hidrostática o capilaridad. En el primero, elagua tiende a atravesar la masa del hormigón, escurriendo a través de lasdiscontinuidades que este posee en su interior en forma de fisuras y porosintercomunicados. En la capilaridad el desplazamiento del agua seproduce debido a la existencia de microfisuras de tamaño capilar, quepermiten la ascensión del agua por efecto de su tensión superficial. Poreste motivo, la altura alcanzada por el agua que asciende a través de loscapilares es mayor cuanto más finos son.

Por las características señaladas, para aumentar la impermeabilidaddel hormigón es necesario obturar las fisuras, microfisuras y poros queposee normalmente y que derivan de la generación de tensiones internasde tracción durante el proceso de hidratación y endurecimiento y de laevaporación de parte del agua de amasado, incorporada para lograr unaadecuada trabajabilidad mientras esta aun en estado fresco.

Esta obturación se logra con la incorporación de granos muy finos,aportados por el cemento y la arena que intervienen en su composición.Sin embargo, dado que estos granos finos solo pueden ser incorporados encantidad limitada porque se afectan otras propiedades del hormigón opor razones de costo, un buen procedimiento para lograr estaimpermeabilidad lo constituyen los hidrófugos de masa.

En general, los hidrófugos se recomiendan para hormigones condosis moderadas de cemento, puesto que en ellos pueden desarrollar suefecto obturador de los poros, microfisuras y fisuras capilares que poseen.

En hormigones con dosis alta de cemento el efecto de obturación loproduce este ultimo componente, por lo que para obtener un mayorefecto es conveniente el uso de aditivos plastificantes – reductores deagua y/o incorporadores de aire, los que contribuyen a aumentar lacompacidad del hormigón y, en consecuencia, su impermeabilidad.

Debe tenerse presente que no es posible lograr impermeabilidadsobre la base de hidrófugos en hormigones defectuosos con un granvolumen de huecos, poros o nidos de piedra.

Los hidrófugos se comercializan en forma de polvo o líquido mas omenos pastoso y se utilizan en dosis del que varían de un 0.5% al 5% delpeso del cemento.

Finalmente, debe considerarse también que indirectamente losplastificantes - reductores de agua también tienen característicasimpermeabilizantes, pues, al disminuir la dosis de agua manteniendo ladocilidad del hormigón, producen un aumento en la compacidad.

Por su parte, los incorporadores de aire también contribuyen a laimpermeabilidad frente a la capilaridad al interponer burbujas de aire, quedisminuyen el efecto de la tensión superficial del agua, en las vías defiltración que constituyen las fisuras y microfisuras.

- Efectos

El efecto principal de los hidrófugos se relaciona con la disminuciónde la permeabilidad de los hormigones y morteros.

Las experiencias obtenida con el uso de hidrófugos indican queestos, además de reducir la permeabilidad del hormigón, pueden tenerefectos sobre las propiedades.

Pueden producir un retardo del fraguado de la pasta de cemento,especialmente si contiene lignosulfatos con azucares.

Aumentan la docilidad del hormigón Disminuye la exudación Pueden disminuir las resistencias mecánicas, especialmente si el

hidrófugo incorpora aire. Pueden producir un aumento de la retracción hidráulica.

Por este motivo, antes de emplear un hidrófugo de masa esconveniente solicitar informaciones sobre los efectos secundarios quepueden derivar de su empleo.

Los hidrófugos actúan físicamente, obturando los poros, microfisuras yfisuras existentes en el hormigón por intermedio de dos procesos de distintaíndole.

Por presencia de partículas extra – finas con elevada superficieespecifica y que contribuyen a aumentar la compacidad de lamezcla.

Por llenado de las discontinuidades internas con una capa superficialimpermeable o formando geles que obstruyen los intersticios alaumentar de volumen por acción del agua.

3.3.2 Anticongelantes

Los anticongelantes son productos solubles, análogos a losacelerantes, que activan la hidratación del cemento. Ello permite obtenerdesprendimiento más rápido del calor de hidratación del cemento,aumentando así en algunos grados la temperatura del hormigón duranteel amasado.

Por otra parte, rebajan la temperatura de congelación del agua delhormigón.

Estos efectos combinados permiten que el hormigón se endurezcaantes que se produzca su congelamiento por efectos de las bajastemperaturas durante el hormigonado en tiempo frío.

El empleo de este tipo de aditivos, unido al uso de las medidas deprotección recomendadas en la tecnología para el hormigonado a bajastemperaturas, permite el trabajo hasta con temperaturas de –10ºC.

Dado que el efecto de este tipo de aditivos depende de laconcentración que se use en proporción al agua de amasado delhormigón y de la clase de cemento empleado, es conveniente verificar enla práctica su aplicabilidad o, al menos, obtener información sobre otrasexperiencias de uso en condiciones similares al de la obra en construcción.

3.4 Aditivos misceláneos

3.4.1 Aditivos de cohesión – emulsiones

Las emulsiones están formadas por una fase continua (agua) y unafase discontinua (partículas extrafinas, generalmente resinas), que no semezclan íntimamente entre sí, pero que permanecen en régimen establedurante todo el lapso de su empleo.

Si su composición es la adecuada, su principal aporte lo constituye elaumento de la cohesión entre partículas de cemento, lo cual se traduceen una mayor resistencia a la tracción.

La combinación de ambos componentes – cemento y resina realzalas propiedades que poseen por si mismos los aglomerantes hidráulicos,pero para que su utilización en combinación con el cemento sea efectiva,las partículas de resina deben ser lo mas pequeñas posibles (≤ 0.1µ).Dichas partículas se dispersan dentro de la masa de la pasta de cemento,ubicándose en los microporos que dejan entre si los granos de cemento. Seproduce así la reacción normal de endurecimiento por contacto entrecemento y agua, quedando todos los poros rellenos con resina, formandoun tejido que atrapa la masa del cemento.

Esta aleación tiene mejores características que el cemento solo en loque se relaciona con la adhesividad, resistencia a la abrasión, al procesode hielo-deshielo, resistencia a la flexotracción y a compresión.

- Efectos

Los aditivos de cohesión actúan tanto en las propiedades de losmorteros frescos como endurecidos, siendo sus principales efectos lossiguientes:

- Efecto sobre mortero fresco

Aumenta la necesidad de agua en la mezcla Disminuye la exudación Aumenta la incorporación de aire Retarda el fraguado

- Efecto sobre el mortero endurecido

El módulo de elasticidad disminuye, aumentando el alargamiento derotura.

La fisurabilidad disminuye como consecuencia de la disminución delmodulo de elasticidad y aumento de la resistencia a tracción.

Aumenta significativamente la adherencia de un hormigón fresco alcolocarlo sobre una base de mortero a un hormigón endurecido.

Aumenta apreciablemente la resistencia al desgaste y a la abrasión.

- Los efectos de los aditivos de cohesión dependen básicamente de:

La composición del polímero La dimensión de las moléculas La presencia de otros aditivos

La proporción polímero / cemento, la edad del mortero y latemperatura ambiente.

Las aplicaciones de los aditivos de cohesión derivan de su efecto sobrela adherencia de los morteros colocados en capas delgadas, tales como:

Afinados de superficies Capas de nivelación Capas de desgaste Estucos de fachadas Morteros de albañilerías Morteros de reparación

3.4.2 Aditivos combinados

Estos productos combinan los efectos de dos o más de los aditivosantes descritos, destacándose entre ellos: Plastificantes – retardadores,plastificantes – aceleradores, plastificantes – incorporadores de aire, etc.

Para ellos son validos los mismos conceptos que se han dado sobrecada uno independientemente. Presentan la ventaja de actuarsimultáneamente sobre distintas propiedades del hormigón, sin tener querecurrir al empleo de dos aditivos en forma conjunta, lo que puede inducira errores de aplicación, especialmente cuando su dosis es muy diferente.

Sin embargo, como consecuencia de los efectos secundarios que sederivan de los aditivos componentes, deben ser formulados para que suefecto sea mas bien moderado. Ello puede constituir una limitación paraalgunos casos particulares en que sea necesario un efecto mayor de unode los aditivos componentes, no siendo posible actuarindependientemente sobre él.

Por ejemplo, un plastificante retardador tiene un efecto limitadosobre el retardo y en los casos en que se necesita un retardo mayor que elque puede producir un aditivo combinado, será necesario emplear unplastificante y un retardador separadamente.

3.4.3 Colorantes

El color de los morteros y hormigones, depende del color de losáridos y del cemento, siendo este último el que le confiere el color gris quele es característico, siendo la tonalidad mas o menos oscura según sea sucomposición, principalmente en lo que concierne al contenido de

adiciones, presencia de óxidos metálicos, especialmente óxidos de hierro,etc.

En comparación con los cementos Pórtland, el contenido de escoriade alto horno (cementos siderúrgicos) le confiere una tonalidad tanto masclara cuanto mayor es el contenido de escoria. Por el contrario, loshormigones fabricados con cementos puzolánicos resultan con unatonalidad algo más oscura.

Una coloración más clara puede obtenerse empleando cementosblancos, los que se obtienen mediante una fabricación especial en la quese cuida particularmente la composición y el contenido de óxidos.

En las obras de hormigón a la vista, en la prefabricación o enalgunos tipos de recubrimientos en base a cemento, la coloración es unaspecto significativo lo que lleva a elegir el cemento y los áridos según latonalidad deseada. Estos casos resulta adecuado preocuparse tambiénde la confección de las mezclas y cuidar los procedimientos de vaciado,colocación y compactación del hormigón para obtener un tono uniforme,sin manchas y defectos locales como segregaciones, porosidades, nidosde piedra, chorreaduras de lechada, etc.

En algunos casos especiales, las preocupaciones anteriores debencomplementarse, si por razones arquitectónicas o de otra índole serequiere incorporar un color diferente del normal a la masa de morteros yhormigones, caso en el cual es necesario recurrir al empleo de aditivoscolorantes.

Los colorantes o pigmentos son polvos finos constituidosgeneralmente por óxidos metálicos. Su granulometría suele estarcomprendida entre 0.01 y 10 µ lo que se traduce en una superficieespecifica Blaine entre 5.000 y 20.000 cm2/g.

Algunos requisitos que deben cumplir los pigmentos para serutilizados en mezclas de cemento, son las siguientes:

Poder colorante y regularidad de tono. En general se requiere que elproducto confiera el color deseado aplicado en dosis de 1 a 3% delpeso del cemento y no mayor que 5%, ya que en este caso podríaafectar las resistencias mecánicas al producir un mayorrequerimiento de agua.

Mojabilidad y fácil dispersión. Los colorantes que se mojan condificultad o tienden a flotar hacen difícil su incorporación uniforme alas mezclas.

Estabilidad a los agentes atmosféricos y a la luz, como tambiénfrente a la cal y los álcalis del cemento.

Limitado contenido de sales para evitar eflorescencias Neutralidad química con el cemento.

Su incorporación no debe afectar al fraguado y endurecimiento niprovocar hinchamientos en el hormigón.

Colores Naturaleza de lospigmentos utilizados

Nombres Media(nanometros) Nombres Formulas

Observaciones

Rojo 680 OxidoferricoOcre rojo

α Fe2 O3(tierracoloreada)

Pardo(Tostado)

630 OxidoferricoTierra desienaTierra desombratostada

αFe2O3 +αFeOOH(tierracoloreada)

Tierra que convieneevitar

Amarillo 570 Hidroxidode hierroCromatobaricoOcreamarillo

αFeOOHBaCrO4(tierracoloreada)

Desconfiar delamarillo de cinc

Verde 530 Oxido decromohidratadoOxido decromoTierra deverona

CrOOHαCr2O3(tierracoloreada)

No utilizar verde decobalto ni verde decromo.

Azul 470 Oxido decobaltoAzulcobalto

Co2O3

CoOAl2O3

Evitar el azulultramar

Violeta 420 Violeta demanganesoVioletaultramar

Blanco Dióxido de TiO2 No usar ni el blanco

titanio Cal,cementoblancoCalizamolida

de cinc, ni elalbayalde.

Negro Oxido dehierro

Fe2O3 FeOOxidomagneticoOxido demanganeso

Algunos puedenvirar a pardo.

Tabla IV.57 Lista de pigmentos recomendados

- Recomendaciones para el empleo de pigmentos

El pigmento colorante debe agregarse como un material adicionaldurante la fabricación del mortero u hormigón que se desea colorear. Paralograr una buena homogeneidad es recomendable dispersar primero elpigmento en el cemento, mezclándolo luego con los áridos parafinalmente incorporar el agua. Para la elección de un pigmento, debeconsiderarse que algunos pigmentos se decoloran por efecto de la luz, dela temperatura, o por reacción con algún compuesto del cemento.

Por las razones expuestas, previamente a su empleo en obras dehormigón visto, es conveniente reunir antecedentes respecto de su empleoen otras aplicaciones anteriores, verificar su aplicabilidad en las mismascondicione de obra y, si es necesario, confeccionar muros de prueba conel fin de someterlos a la aprobación de los responsables de lasespecificaciones técnicas de arquitectura.

3.4.4 Agentes formadores de espuma

Se utilizan para confeccionar hormigones celulares, incluyendoburbujas de diámetro entre 0.5 y 4 mm que reemplazan a los áridos con elfin de obtener una mezcla de baja densidad. Con este procedimiento ladensidad puede variar de 0.4 a 1.0 kg/dm3 según sea la cantidad deespuma incorporada.

Los agentes espumantes deben producir burbujas estables yresistentes a la presión que por sobre ellos ejercen los componentes delhormigón durante el periodo en que este permanece en estado fresco.

Los espumantes, al ser agitados en agua, producen espuma, la cualal ser dispersada durante el amasado en la mas del hormigón, incorporalas burbujas, de aire para disminuir la densidad.

Para lograr este objetivo, los morteros u hormigones celulares seconfeccionan agregando primero la espuma, preparada agitando eladitivo espumante en agua, a una lechada de cemente o a un morterofino, a los cuales posteriormente se les agrega el resto de los componentesdel hormigón.

- Efectos

La incorporación de las burbujas de aire tiene como consecuenciaque las resistencias mecánicas disminuyan considerablemente, en funciónde la dosis de aditivo y, consecuentemente, de la densidad aparenteresultante