Aditivos Hormigon

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA RESIDENTES, SUPERVISORES Y RESIDENTES, SUPERVISORES Y PROYECTISTAS PROYECTISTAS TEMA : TEMA : ADITIVOS PARA EL CONCRETO ADITIVOS PARA EL CONCRETO EXPOSITOR : EXPOSITOR : Ing. Rafael Ing. Rafael Cachay Cachay Huamán Huamán Lima, Noviembre del 2002 Lima, Noviembre del 2002

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA RESIDENTES, SUPERVISORES Y RESIDENTES, SUPERVISORES Y

PROYECTISTASPROYECTISTAS

TEMA :TEMA :ADITIVOS PARA EL CONCRETOADITIVOS PARA EL CONCRETO

EXPOSITOR :EXPOSITOR :Ing. Rafael Ing. Rafael CachayCachay HuamánHuamán

Lima, Noviembre del 2002Lima, Noviembre del 2002

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DEFINICIÓNDEFINICIÓN

Es un material que Es un material que no siendono siendo AguaAgua, , AgregadoAgregado, , CementoCemento o o Refuerzo con Refuerzo con FibraFibra, es empleado como un , es empleado como un ingrediente del concreto o mortero y es ingrediente del concreto o mortero y es añadido inmediatamente, antes o añadido inmediatamente, antes o durante el mezclado.durante el mezclado.

( Comité ACI 116R, ASTM C 125 )( Comité ACI 116R, ASTM C 125 )

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USO DE LOS ADITIVOSUSO DE LOS ADITIVOS

Los aditivos utilizados como componentes del Los aditivos utilizados como componentes del concreto se añaden durante el mezclado a fin concreto se añaden durante el mezclado a fin de:de:

1.1. Modificar una o algunas de sus propiedades a Modificar una o algunas de sus propiedades a fin de permitir que sean más adecuados al fin de permitir que sean más adecuados al trabajo que se está efectuando.trabajo que se está efectuando.

2.2. Facilitar la colocación del concreto.Facilitar la colocación del concreto.

1.1. Reducir los costos de operación.Reducir los costos de operación.

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RAZONES DE EMPLEORAZONES DE EMPLEOEn concreto frescoEn concreto fresco

1.1. Reducción de la cantidad de agua de la mezcla.Reducción de la cantidad de agua de la mezcla.2.2. Incremento de la Incremento de la trabajabilidadtrabajabilidad sin la sin la

modificación del agua o reducción del agua sin modificación del agua o reducción del agua sin la modificación de la la modificación de la trabajabilidadtrabajabilidad..

3.3. Incremento o reducción del Incremento o reducción del slumpslump..4.4. Aceleración o retardo del tiempo de fraguado.Aceleración o retardo del tiempo de fraguado.5.5. Modificación de la velocidad y/o magnitud de Modificación de la velocidad y/o magnitud de

exudación.exudación.6.6. Reducción o prevención de la segregación.Reducción o prevención de la segregación.7.7. Mejora en la facilidad de colocación y/o Mejora en la facilidad de colocación y/o

bombeo de las mezclas.bombeo de las mezclas.

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RAZONES DE EMPLEORAZONES DE EMPLEOEn concreto endurecidoEn concreto endurecido

1.1. Retardo en el desarrollo del calor de Retardo en el desarrollo del calor de hidratación o reducción de su magnitud.hidratación o reducción de su magnitud.

2.2. Aceleración en la velocidad de desarrollo de la Aceleración en la velocidad de desarrollo de la resistencia inicial y/o final y el incremento de resistencia inicial y/o final y el incremento de la misma.la misma.

3.3. Disminución de la permeabilidad del concretoDisminución de la permeabilidad del concreto4.4. Control de la expansión debida a la reacción Control de la expansión debida a la reacción

alcalíalcalí –– agregados.agregados.5.5. Control de la corrosión de los elementos Control de la corrosión de los elementos

metálicos embebidos en el concreto.metálicos embebidos en el concreto.6.6. Incremento en las resistencias de impacto y/o Incremento en las resistencias de impacto y/o

abrasión.abrasión.7.7. Incremento de la durabilidad.Incremento de la durabilidad.

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CLASIFICACIÓN GENERALCLASIFICACIÓN GENERAL

De acuerdo a la norma ASTM C 494, los aditivos De acuerdo a la norma ASTM C 494, los aditivos se clasifican en:se clasifican en:

SuperSuper Reductores de agua y Reductores de agua y AcelerantesAcelerantes..GGSuperSuper Reductores de agua.Reductores de agua.FFReductores de agua y Reductores de agua y AcelerantesAcelerantes..EE

Reductores de agua y Retardadores de Reductores de agua y Retardadores de fragua.fragua.DD

AcelerantesAcelerantes..CCRetardadores de fragua.Retardadores de fragua.BBReductores de agua.Reductores de agua.AA

DESCRIPCIÓNDESCRIPCIÓNTIPOTIPO

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CLASIFICACIÓN GENERALCLASIFICACIÓN GENERALAdicionalmente tenemos:Adicionalmente tenemos:

Curadores.Curadores.

SuperplastificantesSuperplastificantes..

Inhibidores de corrosión.Inhibidores de corrosión.

Impermeabilizantes.Impermeabilizantes.

Aditivos minerales (Escorias y Aditivos minerales (Escorias y microsílicesmicrosílices))ASTM C 989ASTM C 989

Aditivos minerales (Puzolanas y cenizas).Aditivos minerales (Puzolanas y cenizas).ASTM C 618ASTM C 618

IncorporadoresIncorporadores de aire.de aire.ASTM C 260ASTM C 260

DESCRIPCIÓNDESCRIPCIÓNTIPOTIPO

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REQUISITOS SEGÚN ASTMREQUISITOS SEGÚN ASTM

Fraguado finalFraguado final

--------1:001:00antesantes

----1:001:00antesantes

--------No menos de No menos de

3:303:30despuésdespués

1:00 antes1:00 antespero nopero no

1:30 después1:30 después----

3:303:30despuésdespués

----3:303:30

despuésdespués

1:00 antes1:00 antespero nopero no

1:30 después1:30 después

No más de No más de

3:303:30despuésdespués

1:00 antes1:00 antespero nopero no

1:30 después1:30 después

3:30 h3:30 hantesantes

3:303:30despuésdespués

3:30 h3:30 hantesantes

3:303:30despuésdespués

1:00 antes1:00 antespero nopero no

1:30 después1:30 después

No más de No más de

1 hora1 horadespuésdespués----

1 hora1 horaantesantes

1 hora1 horadespuésdespués

1 hora1 horaantesantes

1 hora1 horadespuésdespués

----No menos de No menos de

Fraguado inicial:Fraguado inicial:

88888888959595959595

Contenido de agua, % Contenido de agua, % del control desviación del control desviación permisible respecto al permisible respecto al control de horas control de horas ––minutosminutos

Tipo GTipo GTipo FTipo FTipo ETipo ETipo DTipo DTipo CTipo CTipo BTipo BTipo ATipo A

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REQUISITOS SEGÚN ASTMREQUISITOS SEGÚN ASTM

110110100100100100

110110100100100100

110110100100100100

100100100100100100

1101101001009090

909090909090

100100100100100100

3 día3 día7 día7 día28 días28 días

Resistencia a la flexión Resistencia a la flexión mínima, % con mínima, % con respecto al controlrespecto al control

125125125125115115110110100100100100

140140125125115115110110100100100100

----12512510010010010090909090

----110110110110110110100100100100

----12512510010010010090909090

----90909090909090909090

----110110110110110110100100100100

1 día1 día3 día3 día7 día7 día28 días28 días6 meses6 meses1 año1 año

Resistencia a la Resistencia a la compresión mínima, % compresión mínima, % con respecto al controlcon respecto al control

Tipo GTipo GTipo FTipo FTipo ETipo ETipo DTipo DTipo CTipo CTipo BTipo BTipo ATipo A

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PRECAUCIONES EN EL EMPLEOPRECAUCIONES EN EL EMPLEO1.1. Los aditivos deberán cumplir con los Los aditivos deberán cumplir con los requisitos de la norma NTP 339.086 o ASTM requisitos de la norma NTP 339.086 o ASTM indicadas.indicadas.

2.2. Los aditivos deberán ser del mismo tipo, Los aditivos deberán ser del mismo tipo, marca, composición, concentración que los marca, composición, concentración que los utilizados para la selección de las utilizados para la selección de las proporciones de la mezcla.proporciones de la mezcla.

3.3. Deberán emplearse después de evaluar sus Deberán emplearse después de evaluar sus efectos, bajo las condiciones similares a los efectos, bajo las condiciones similares a los de obra.de obra.

4.4. En el empleo de los aditivos debe En el empleo de los aditivos debe considerarse el límite máximo de ión cloruro considerarse el límite máximo de ión cloruro permitido en una unidad de permitido en una unidad de m³m³ de concreto.de concreto.

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¿Qué son los reductores de agua?¿Qué son los reductores de agua?

Aditivos que incrementan el asentamiento o trabajabilidad del mortero o concreto fresco sin aumentar el contenido de agua inicial omantienen la trabajabilidad permitiendo reducir una cierta cantidad de agua de mezcla, siendo el efecto debido a factores diferentes al aire incorporado.

(Comité ACI 116. R-2)

Pueden usarse como plastificantes, como reductores Pueden usarse como plastificantes, como reductores de agua o como ambos.de agua o como ambos.

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Beneficios Generales de los aditivos Beneficios Generales de los aditivos Plastificantes Plastificantes -- Reductores de aguaReductores de agua

En las propiedades del concreto fresco :

1. Disminución de la relación Agua/ Cemento.2. Mejora en la trabajabilidad, bombeabilidad, colocación

y acabado superficial.3. Reducción de segregación.4. Ahorro de cemento.5. Mayores rendimientos en los procesos constructivos.

En las propiedades del concreto endurecido :

1. Resistencia mejorada.2. Disminución de la permeabilidad.3. Incremento de la durabilidad.4. Calidad más controlada.

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¿Tipos de plastificantes reductores de agua?¿Tipos de plastificantes reductores de agua?

CONVENCIONALES :CONVENCIONALES :

DE MEDIO RANGO : DE MEDIO RANGO :

DE ALTO RANGO :DE ALTO RANGO :

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LABORATORIO LABORATORIO N°N° 1: ENSAYO DE MATERIALES 1: ENSAYO DE MATERIALES –– FIC FIC –– UNI UNI

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Plastificantes Plastificantes –– Reductores ConvencionalesReductores Convencionales(ASTM C (ASTM C -- 494 Tipo A)494 Tipo A)

- Efecto de Superficie Lubricante.- Reducción Agua hasta 5 %.- Dosificación usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento.- Concretos con Slump hasta 5”.- Concretos con relación A/C moderada a alta.

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InconvenientesInconvenientes

Plastificantes Plastificantes –– Reductores ConvencionalesReductores Convencionales

Cuando se usan en dosis alta :

1. Exudación excesiva.2. Poca economía de cemento.3. Retardo en fraguado inicial.4. Desarrollo lento de resistencia.

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Plastificantes Plastificantes –– Reductores de medio rangoReductores de medio rango(ASTM C (ASTM C -- 494 Tipos A y F)494 Tipos A y F)

5%- 15% de reducción de agua.Slumps de 5” – 8” ( 125 - 200 mm).Concretos con A/C moderada a baja.Efecto de superficie incrementado.Resistencias iniciales y finales altas.Se usan en combinación con los de alto rango para relaciones A/C muy bajas.Muy buen acabado superficial.Dosis usual 0.5% a 1% del peso del cementoFraguado inicial controlado.

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Plastificantes Plastificantes –– Reductores de alto rangoReductores de alto rango(ASTM C (ASTM C -- 494 Tipos F, ASTM C 494 Tipos F, ASTM C -- 1017)1017)

Efecto aniónico multiplicado.Acción lubricante de duración variable

slump > 6” (30 min – 2 h )Reducción de agua notable :

1era Generación 1960’s : 15% a 20%2da Generación 1970’s : 20% a 30%3era Generación 1980’s : Hasta 40%

Dosis usual 0.5% a 2.0% del peso del cemento.Relaciones A/C muy bajas.Slump de 8” a 12”.Concreto fluido.

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Plastificantes Plastificantes –– Reductores de alto rangoReductores de alto rango(ASTM C (ASTM C -- 494 Tipos F, ASTM C 494 Tipos F, ASTM C -- 1017)1017)

1. Mejoramiento excepcional de la trabajabilidad.2. Rapidez en vaciados.3. Concretos de alta resistencia.4. Aceleración de resistencias.5. Reducción de trabajo de compactación.6. Bombeo a grandes alturas.7. Disminución de mano de obra.8. Mejores acabados en concreto expuesto.9. Baja permeabilidad.

1. Incrementar finos.2. Evitar sobredosificación3. Mayor presión en encofrados.

VentajasVentajas

PrecaucionesPrecauciones

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Aditivos para el control del fraguadoAditivos para el control del fraguado

Acelerantes

– De endurecimiento.– De resistencia.– De endurecimiento y resistencia.

Retardadores

– De endurecimiento.

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AcelerantesAcelerantes(ASTM C (ASTM C -- 494 Tipo C)494 Tipo C)

• Actúan sobre el C3A y C3S reduciendo el tiempo de inicio de endurecimiento y/o acelerando resistencia. •Usualmente sacrifican resistencia a largo plazo, reducen trabajabilidad, aumentan contracción por secado y disminuyen exudación.•Provocan menor resistencia al ataque de sulfatos.•Incrementan calor de hidratación.

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AcelerantesAcelerantes(ASTM C (ASTM C -- 494 Tipo C)494 Tipo C)

Convencionales : Cloruros, carbonatos, silicatos, fluorsilicatos.

Dosificación usual 1.0 % a 2.0 % del peso del cemento.

No Convencionales : Carbonato de Sodio, Aluminato de Sodio, Hidróxido de Calcio, Silicatos de Calcio.Dosis variable.

Ventajas : - Vaciados en clima frío.- Desencofrar en menor tiempo.- Adelanto de puesta en servicio.- Reducir tiempo para acabado.- Fugas de agua.- Shotcrete.

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RetardadoresRetardadores(ASTM C (ASTM C -- 494 Tipo B)494 Tipo B)

• Actúan sobre el C3A aumentando el tiempo de inicio de fraguado inicial y final.

• También efecto de superficie --> Lubrican.• Modificaciones de plastificantes.• Dosificación usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento.• Cuidado con sobredosis.

Ventajas :1. Facilitan los vaciados voluminosos y complejos.2. Ideales en clima cálido.3. Transporte a largas distancias.4. Bombeo de gran longitud.5. Emergencias de obra.

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Aditivos Aditivos incorporadoresincorporadores de airede aire

¿Por que el aire incorporado?

•• CongelamientoCongelamiento--deshielo.deshielo.•• Impermeabilidad.Impermeabilidad.•• Durabilidad.Durabilidad.

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Requisitos para durabilidad al congelamiento -deshielo con incorporadores de aire.

• Contenido de aire : 5% - 7% en volumen.• Tamaño de burbujas = 0.065” a 0.01” (.17 mm a 0.25mm).• Factor de espaciamiento (distancia entre burbujas) = 0.008 in. (0.20 mm) o menos.

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Incorporadores de aire( ASTM C - 260)

Controlan fenómeno de hielo y deshielo.Primeras versiones en 1940’s.Estructura adicional de vacíos de tamaño y ubicación

especial. Factor de espaciamiento.Incorporan de 3% a 6% de aire y lubrican.Impermeabilizan ! Durabilidad.Dosis usual 0.02% a 0.10% del peso del cemento.Tipos : Resina vinsol, resinas de madera, ácidos

grasos, ácidos de aceites vegetales, detergentessintéticos.Diferencias : Velocidad de generación, pérdida con

mezclado o vibrado, tamaño burbujas, compatibilidad.

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Hay que Medirlo!!!!!

Por Presión Por Volumen

Por Peso

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Aditivos mineralesAditivos minerales

Reaccionan con Hidróxidos de Calcio del cemento creando más cemento, entre las más importantes podemos indicar:

★ Puzolanas.

★ Microsílice.

★ Escoria de altos hornos.

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MicrosíliceMicrosílice

Residuo de industria de metales silíceos :Partes de aviones, autos, chips computadoras, masillas.

Ventajas :Ventajas :1.Reducción de la permeabilidad2.Material muy fino con alta demanda de agua3.Produce concreto muy denso con excelente

resistencia a largo plazo.4.Gran durabilidad a la agresividad química y

mecánica.5.Requiere el empleo de superplastificantes.

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MicrosíliceMicrosíliceCemento PórtlandCemento Pórtland

OBSERVAR TAMAÑO Y UNIFORMIDAD

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CUIDADO USE ELEMENTOS DE SEGURIDADCUIDADO USE ELEMENTOS DE SEGURIDAD

Microsílice en polvo

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Curadores QuímicosCurado : “Humedad, Temperatura, Tiempo"

- Principio de membrana.- Tipo emulsiones de parafina o acrílicas. - Tipo soluciones de resina en solvente volátil.- Pruebas de eficiencia. - Ocasión y técnica de colocación.

USANDO ASPERSORES Y DIFERENTE COLOR

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Aditivos Naturales y de procedencia corriente

AcelerantesAcelerantes ::Azucar, dosis > 0.25 % peso del Cemento.Urea, ácido láctico, ácido oxálico (pulidores de metal).

Plastificantes Retardadores :Plastificantes Retardadores :Almidón, dosis = 0.10 % peso del cemento.Azucar, dosis < 0.25 % peso del cemento.Celulosa, dosis = 0.10 % peso del cemento.Acido tartárico, dosis = 0.25 % peso del cemento.Resinas de madera en dosis variables.

IncorporadoresIncorporadores de aire :de aire :Detergentes caseros.Resinas de madera.Algas.

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Otros Aditivos

Inhibidores de corrosión.

• Hacen lento el ingreso de cloruros hacia el acero de refuerzo.• Basados en Nitrito de Calcio.• Aceleran el endurecimiento.• Incrementan durabilidad ante corrosión.

Inhibidores de hidratación.

• “Duermen” el concreto hasta por 72 horas sin efectos secundarios.• Mejoran características resistentes.• Ideales en shotcrete vía húmeda.• Suministros a larga distancia.

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RESPONSABILIDAD DEL CONTRATISTARESPONSABILIDAD DEL CONTRATISTA

El El contratistacontratista deberá demostrar a la deberá demostrar a la supervisiónsupervisión que con los aditivos que con los aditivos seleccionados:seleccionados:

1.1.-- Se obtenga un concreto con las Se obtenga un concreto con las propiedades requeridas.propiedades requeridas.

2.2.-- Se mantenga la calidad, composición y Se mantenga la calidad, composición y comportamiento del concreto durante comportamiento del concreto durante todo el proceso de la puesta en obra.todo el proceso de la puesta en obra.

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RESPONSABILIDAD DEL CONTRATISTARESPONSABILIDAD DEL CONTRATISTA

El El contratistacontratista deberá entregar a la deberá entregar a la supervisiónsupervisióninformación sobre:información sobre:

1.1.-- La composición química del aditivo.La composición química del aditivo.

2.2.-- La dosificación recomendada y los efectos La dosificación recomendada y los efectos de las variaciones de la misma.de las variaciones de la misma.

3.3.-- El contenido de cloruros expresado como El contenido de cloruros expresado como % en peso del ión cloruro.% en peso del ión cloruro.

4.4.-- Recomendaciones del fabricante, sobretodo Recomendaciones del fabricante, sobretodo si se emplea si se emplea incorporadorincorporador de aire.de aire.

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FIN DE LA EXPOSICIÓNFIN DE LA EXPOSICIÓN

GRACIAS POR LA ATENCION PRESTADA

EXPOSITOR : ING. RAFAEL CACHAY HUAMAN – NOVIEMBRE 2002 - UNI – FIC – DAC – LEM N° 1.LABORATORIO LABORATORIO N°N° 1: ENSAYO DE MATERIALES 1: ENSAYO DE MATERIALES –– FIC FIC –– UNI UNI