Aditivos Reductores Reductores de Agua. Los aditivos reductores de agua se usan para disminuir la cantidad de agua de mezcla necesaria para la producción de un concreto con un revenimiento (asentamiento) específico, para reducir la relación agua-cemento, para disminuir el contenido de cemento y para aumentar el revenimiento. Los reductores de agua típicos disminuyen el contenido de agua aproximadamente del 5% al 10%. La adición al concreto del aditivo reductor de agua sin la reducción del contenido de agua puede producir una mezcla con mayor revenimiento. Sin embargo, la tasa de pérdida de revenimiento no se disminuye y en algunos casos se aumenta (Fig. 6-4). La pérdida rápida de revenimiento resulta en reducción de la trabajabilid trabajabilidad ad y en menos tiempo para la colocación del concreto. Con los aditivos reductores de agua normalmente se obtiene un aumento de la resistencia porque se disminuye la relación agua-cemento. En concretos con los mismos contenidos de cemento y de aire y revenimiento, la resistencia a los 28 días de un concreto conteniendo un reductor de agua (y reducción de la cantidad de agua) puede ser del 10% al 25% mayor que la resistencia de un concreto sin aditivo. Apesar de la reducción del contenido de agua, los aditivos reductores de agua pueden aumentar la retracción por secado (contracción por desecación).
Fig. 6-3. Descascaramiento del concreto resultante de una carencia de aire incorporado, uso de descongelantes y prácticas inadecuadas de acabado y curado.
Fig. 6-4. Pérdida de revenimiento a 23°C (73°F) en concretos conteniendo reductores de agua convencionales (ASTM C 494 y AASHTO M 194 Tipo D) comparados con mezclas de control (Whiting y Dziedzic 1992).
Normalmente, el efecto del aditivo reductor de agua sobre la retracción por secado es pequeño si comparado a otros factores más significantes que causan la fisuración (agrietamiento) por retracción en concreto. El uso de reductores de agua para la disminución del contenido de cemento y de agua, manteniéndose la misma relación agua-cemento, puede resultar en una resistencia a compresión igual o menor y puede aumentar la pérdida de revenimiento (asentamiento) en dos o más veces (Whiting y Dziedzic 1992).
Los reductores de agua disminuyen, aumentan o no tienen ningún efecto sobre el sangrado (exudación), dependiendo de su composición química. La disminución del sangrado puede dificultar las operaciones de acabado de superficies planas cuando las condiciones de secado son rápidas. Los aditivos reductores de agua se pueden modificar para ofrecer varios grados de retraso, mientras que otros no afectan considerablemente el tiempo de fraguado. Por ejemplo, el aditivo tipo A de la ASTM C 494 (AASHTO M 194) puede tener un pequeño efecto sobre el tiempo de fraguado, el tipo E lo acelera y el tipo D normalmente lo retarda de 1 a 3 horas (Fig. 6-5). Algunos aditivos reductores de agua también pueden incorporar aire. Los aditivos a base de lignina pueden aumentar el contenido de aire en 1% a 2%. Los concretos con reductores de agua habitualmente tienen buena retención de aire (Tabla 6-2).
La eficiencia de los reductores de agua es función de su composición química, de la temperatura del concreto, de la finura y composición del cemento, del contenido de cemento y de la presencia de otros aditivos. La clasificación y los componentes de los reductores de agua se presentan en la Tabla 6-1. Para más información sobre los efectos de los reductores de agua sobre las propiedades del concreto, consulte Whiting y Dziedzic (1992).
Fig. 6-5. Retraso del fraguado en mezclas con aditivo reductor de agua con relación a la mezcla de control. Los concretos L y H contienen reductores de agua convencionales y los concretos N, M, B y X contienen reductores de agua de alto rango.
Tabla 6-2. Pérdida de Aire en Mezclas de Concreto con Reducido Contenido de Cemento
De acuerdo con la norma ASTM 494-92, los aditivos que solo son reductores de agua son llamados Tipo A pero si están asociados con retardantes se clasifican Tipo D. Existen también aditivos reductores de agua y acelerantes (Tipo E). Si el aditivo reductor de agua produce, como efecto lateral, retraso de fraguado, este se puede combatir mediante la incorporación de trietanolamina. La función de los aditivos reductores de agua es reducir el contenido del agua de la mezcla en un 5 a 10 %, algunas veces hasta el 15 % ( en concretos de trabajabilidad muy alta). Así el fin de utilizar este tipo de aditivos es permitir una reducción en la relación agua-cemento mientras se conserva la trabajabilidad. Aunque no se deberá emplear agregado de mala granulometria, los aditivos reductores de agua mejoran loas propiedades del concreto fresco hecho con agregado de granulometría pobre. El concreto que contiene un aditivo reductor de agua generalmente muestra segregación baja y buena plasticidad. Los aditivos reductores de agua también se pueden utilizar en concreto
bombeado o en concreto colocado por un tremie. Los dos grupos principales del aditivos Tipo D son: A) Ácidos lignosulfonicos y sus sales B) Ácidos hidroxilados carboxilicos y sus sales. Las modificaciones y derivados de estos no actúan como retardantes, y se pueden comportar como acelerantes ellos son por lo tanto de Tipo A. Los aditivos reductores de agua afectan la rapidez de hidratación del cemento, la naturaleza de los productos e hidratación no cambia y así es la estructura de la pasta de cemento hidratada. Su uso no afecta la resistencia del concreto a la congelación u deshielo, siempre y cuando la relación agua-cemento no se incremente en conjunción con el uso del aditivo. La efectividad con respecto a la resistencia varia con la composición del cemento; la mayor se logra cuando sé utilizan con cementos de bajo álcali o de bajo contenido de c3A. Algunos aditivos reductores de agua son más efectivos al ser utilizados en mezclas que contienen puzolanas que en mezclas con solo cemento portland. Aunque un incremento en la dosificación de aditivo reductor de agua aumenta la trabajabilidad, producirá un retraso asociado considerable, lo que probablemente sea inaceptable. Sin embargo, la resistencia a largo plazo no se ve afectada. En muchos aditivos, un retraso ligero en la introducción dentro de la mezcla ( tan bajo como 20 segundos a partir del tiempo de contacto entre cemento y agua) incrementa el comportamiento del aditivo. Fuente: http://www.arqhys.com/construccion/aditivos-reductores.html Una variedad de los reductores de agua que permiten reducir el agua de mezcla en un porcentaje mayor al normal son llamados reductores de agua de alto rango, superplastificantes, o super reductores de agua. Estos aditivos permiten lograr una reducción del agua de mezcla hasta del 30 % proporcionando la misma consistencia de la mezcla original, por supuesto que logran una gran ganancia en resistencia al disminuir considerablemente la relación agua-cemento, se les emplea con frecuencia en la elaboración de concretos de muy alta resistencia. Cuando se emplean los aditivos superplastificantes se pueden lograr concretos muy fluidos, para los cuales ya no es posible medir el revenimiento pues se colapsan y fluyen en el piso al retirar el cono de revenimiento, sin embargo estos aditivos no favorecen la segregación, como sería en el caso de simplemente aumentar la cantidad de agua en la mezcla. Los aditivos reductores de agua de alto rango se elaboran usualmente a base ya sea de lig nosulfonatos modificados, sulfonatos de melamina o folmadeidos de naftalina. Tanto los aditivos reductores de agua de rango normal como los de alto rango o superplastificantes trabajan de la siguiente manera: si se mezclaran exclusivamente el cemento y el agua se formarían una especie de grumos difícil de dispersar, salvo que se agregara mucha agua, esto último tendría por supuesto un impacto negativo en la resistencia, al incluir al aditivo en la mezcla, las partículas de cemento absorben el aditivo y tienden a repelerse (las partículas se cargan negativamente, algunos milivoltios son suficientes para provocar un rechazo entre ellas), con lo cual se logra una mezcla fluida donde la cantidad de agua requerida es menor.
La norma ASTM C-494 sugiere la siguiente clasificación para los aditivos reductores de agua y/o químicos controladores del fraguado. 1. Tipo A: Aditivos reductores de agua. 2. Tipo B: Aditivos retardadores de fraguado. 3. Tipo C: Aditivos acelerantes de fraguado. 4. Tipo D: Aditivos reductores de agua y retardantes. 5. Tipo E: Aditivos reductores de agua y acelerantes. 6. Tipo F: Aditivos reductores de agua de alto rango. 7. Tipo G: Aditivos reductores de agua de alto rango y retardadores de fraguado.
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Características y beneficios
En estado plástico: •
Reduce el contenido de agua de mezcla por lo menos en 5 %.
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Mejora la trabajabilidad.
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Mejora la cohesión.
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Reduce la tendencia a la segregación y al sangrado.
En estado endurecido: •
Aumenta la resistencia a la compresión axial y a la flexión.
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Mejora la adherencia al acero de refuerzo.
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Reduce la tendencia al agrietamiento.
Algunas de las ventajas del uso de aditivos fluidificantes:
Mejora de la trabajabilidad Puesta en obra más fácil Menor riesgo de zonas mal compactadas Mejora de la durabilidad Acabados más estéticos Compensan la presencia de áridos poco idóneos Prolongan el tiempo de puesta en obra
En el mercado se encuentran aditivos fluidificantes-reductores de agua de muy buen efecto con la práctica totalidad de los cementos. En muchas ocasiones se recurre al uso de aditivos de efecto combinado, en los que además del efecto reductor de agua, se obtiene un efecto retardante, acelerante, oclusor de aire, etc. En todos los casos, cuando se diseña un hormigón o mortero, es aconsejable efectuar ensayos previos, para ajustar la composición a las propiedades previstas, tanto en estado fresco como en estado endurecido.
