ADITIVOS
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ADITIVOS INTRODUCCIÓN: Anteriormente el empleo de aditivos aditivos era discrecional, se prescribían prescribían por razones de economía y constituían una alternativa al diseño de la mezcla de concreto. En la actualidad los aditivos adit ivos han pasado a ser un ingrediente más, conjuntamente con las adiciones minerales de los nuevos concretos, que son cualitativamente diferentes a los concretos que han ocupado la mayor parte de[ siglo pasado. Los aditivos químicos no solamente permiten reducir la relación a/c a porcentajes de 0.32, producir concretos trabajables sino que dan como resultados materiales de resistencia superior a mil kilos por cm2 y superior durabilidad durabilidad ante diferentes diferentes condiciones climáticas. climáticas.
Objetivos: •Aumentar la trabajabilidad, sin modificar el contenido de agua. •Retardar o acelerar el tiempo de de fraguado inicial. •Acelerar el desarrollo de la resistencia en la primera etapa. •Modificar la velocidad de producción de calor de hidratación •Reducir la permeabilidad a los líquidos. •Disminuir la segregación. •Reducir la contracción. •Incrementar la adherencia del concreto viejo y nuevo. •Mejorar la adherencia del concreto con el refuerzo de acero
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
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CAPITULO 1 DEFINICION: Los aditivos del concreto son productos capaces de disolverse en agua, que se adicionan durante el mezclado en porcentajes no mayores de[ 5% de la masa de cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento de] concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo. Esta definición excluye, por ejemplo, a las fibras metálicas, las puzolanas y otros. En la actualidad los aditivos permiten la producción de concretos con características diferentes a los tradicionales, han dado un creciente impulso a la construcción y se consideran como un nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento, el agua y los agregados.
MATERIA PRIMA Los agregados ligeros usados para la construcción son obtenidos de una variedad de materiales como arcilla, esquistos, pizarra, escoria de altos hornos, cenizas volantes, piedra pómez, diatomita, perlita y vermiculita. Las propiedades de estos agregados son muy diferentes y sus densidades varían entre 30 y 900 kg/m3; entre todos, los agregados provenientes de esquistos, arcilla, pizarra, escoria y ceniza volante son los que poseen resistencia suficiente para su uso en concreto estructural, mientras que los otros se recomiendan en elementos que no son de carga o elementos de aislamiento.
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CAPITULO 2 PROCESOS DE FABRICACIÓN Y OBTENCIÓN: Los yacimientos de agregados comúnmente son localizados en ríos, lagos, lechos marinos, cerros o lomas a partir de una exploración visual de las formaciones geológicas, y una vez localizados se realiza una exploración mecánica con equipos de barrenación para realizar un muestreo. Otra opción es recurrir a las cartas geológicas que han sido realizadas en algunas zonas, en donde inclusive se especifica el tipo de material existente. Una vez identificado se extrae por medios mecánicos o con explosivos si se trata de piedra muy dura. A continuación se prosigue con el procesamiento. En el caso de la arena sólo se criba, pero si se trata de grava, se tritura en diversas fases, según se requiera, hasta que, mediante bandas de transportación arriba a una chancadoras, en donde se obtiene el material en las medidas requeridas; éste se clasifica y almacena cuidadosamente para evitar contaminación y segregación. Es recomendable que la transportación implique el menor movimiento posible ya que eso puede afectar la curva granulométrica por fractura del material. Entre los factores que afectan nocivamente a los agregados, el principal es la contaminación derivada normalmente de la mala extracción, ya que los bancos tienen capas superficiales de vegetal, arcillas, sílice e incluso materia orgánica, que daña el concreto; si no se retira correctamente puede demeritar su calidad y resistencia, e inclusive provocar un deterioro prematuro del concreto, ya que
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si el agregado es químicamente inestable causa disgregación de partículas. Otros agentes contaminantes son los sulfatos y los cloruros, sales inorgánicas que al penetrar al interior afectan al cemento e incluso al acero de refuerzo. Dos formas de limpiar la grava contaminada son: el cribado, antes de que ingrese a la chancadora, proceso mediante el cual el material es sacudido repetidas ocasiones provocando la caída de contaminantes, y el lavado, mediante chorros de agua a presión que caen a las cribas. La arena se lava mediante helicoidales inclinados, que a la vez que remueven el material con agua, ésta lo impulsa a la salida.
CAPITULO 3 TIPOS DE ADITIVOS Los aditivos pueden clasificarse tentativamente según las propiedades que modifican en el concreto fresco o endurecido.
En estado fresco:
Incrementar la trabajabilidad sin aumento de agua o reducir el contenido de agua con similar trabajabilidad.
Retardar o acelerar el fraguado.
Modificar el asentamiento.
Disminuir la exudación
Reducir la segregación
Mejorar la actitud al bombeo
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En el concreto endurecido:
Acelerar la ganancia de resistencia temprana.
Incrementar la resistencia.
Mejorar la durabilidad frente a exposición severa,
Disminuir la permeabilidad.
Producir expansión o controlar la contracción.
Incrementar la adherencia con las barras de acero de refuerzo.
Impedir la corrosión de las barras de refuerzo.
Controlar la reacción alcali-agregado
En la actualidad los aditivos responden a las siguientes normas: Reductores de agua y reguladores de fragua: ASTM NTP
Incorporadores de aire (1)
ASTM NTP
C 494 334.088
C 260 334.089
Cloruro ASTM D 98 de calcio: (1)
Fluidificantes:
ASTM
C 1017 (1)
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NORMALIZACIÓN: 1.-NORMAS NACIONALES En la actualidad, la responsabilidad de la normalización se encuentra en el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual – INDECOPI, creado por Ley Nº25868, promulgada el 18.11.92. La dación de normas se encuentra dentro de las atribuciones de una de las secretarias de INDECOPI, denominada Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales. El INDECOPI, como los organismos que lo antecedieron y la práctica internacional, efectúa la normalización por intermedio de comités técnicos tripartitos que congregan a especialistas de la producción, el consumo y la tecnología.
La primera entidad de normalización fue el Instituto Nacional de Normas Técnicas Industriales y Certificación – INANTIC creado por la ley depromoción industrial, Número 13270 del 31-11-59.Entidad que aprobó una serie de normas sobre cemento. Posteriormente, este organismo fue reemplazado por el Instituto de Investigación Tecnológica Industrial y de Normas Técnicas – ITINTEC, comprendido en la Ley General de Industrial, D.L: 18350 promulgada el27.08-70, organismo que actualizó las normas existentes y formuló otrasnuevas.NTP334.084:1998CEMENTOS. Aditivos funcionales a usarseen la producción de cementos Portland. NTP334.085:1998 CEMENTOS. Aditivos de proceso a usarse en la producción de cementos Portland.NTP334.087:1999CEMENTOS. Adiciones minerales en pastas,
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morteros
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y
concretos;
microsílice,
especificaciones
NTP334.088:1999CEMENTOS. Aditivos químicos en pastas, morteros y hormigón (concreto); especificaciones. NTP334.089:1999CEMENTOS: Aditivos incorporados de aireen pastas, morteros y hormigón (concreto).
2.- NORMAS INTERNACIONALES Inicialmente las normas adoptadas por la industria fueron las de American Society for Testing and Materiales(ASTM).Los aditivos deben cumplir también con los requisitos de las Normas seleccionadas y las especificaciones de obra, debiendo prestarse especial atención a las recomendaciones del fabricante y/o distribuidor del aditivo. Las siguientes Normas ASTM cubren los tipos o clases de aditivos de uso corriente:
Aditivos incorporadores de aire........................................ASTM C260
Aditivos reductores de agua y controladores de fragua ...ASTM C494
Cloruro de calcio................................................................ASTM D98
Aditivos a ser empleados en la producción de concreto muy
sueltos...................................................ASTM 1017
Control de calidad: Los aditivos se han empleado en el concreto y en los morteros desde hace mucho tiempo, sin embargo cada día surgen nuevos productos a medida que se presentan avances tecnológicos en la química de estas sustancias, por lo que cualquier clasificación de aditivos pudiera quedar obsoleta con el paso del tiempo. Al emplearse un aditivo se debe tomar en cuenta los efectos
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colaterales
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que
puede
generar,
los
efectos
colaterales pueden ser no deseables, aunque en ocasiones pueden aprovecharse correctamente si se está prevenido. La siguiente es una lista sugerida por el ACI, incluye algunos de los usos que han tenido los aditivos en la industria de la construcción de estructuras de concreto:
1. Mejorar la trabajabilidad de las mezclas de concreto.- El objetivo general es lograr
que
el concreto pueda ser transportado, colocado, vibrado y acabado sin prob lemas de segregación. 2. Acelerar la ganancia en resistencia a edades tempranas.- Cualquiera que sea el motivo de carácter constructivo (descimbrado rápido por escasez de cimbra, urgencia por poner la obra en servicio, etc.), se busca en este caso lograr que el concreto gane resistencia rápidamente. 3. Aumentar la resistencia. Generalmente esto se logra reduciendo la relación agua- cemento (menos agua), sin detrimento en la consistencia de la mezcla. 4. Retardar o acelerar el fraguado inicial.- Especialmente en climas extremosos resulta benéfico el retrasar (clima caluroso), o acelerar (clima frío) el fraguado inicial para dar el tiempo adecuado en los trabajos de colocación y acabado del concreto. 5. Retardar o reducir el calor de hidratación.- Especialmente cuando las condiciones climáticas pueden incidir en la generación de un exagerado calor de hidratación y de un agrietamiento nocivo. 6. Modificación del tiempo de sangrado o la capacidad de sangrado. Los beneficios
que
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se buscan están estrechamente relacionados con las técnicas de acabad o y/o la uniformidad
que se busca en la capa superficial de concreto.
7. Aumentar la durabilidad.- Se busca en este caso que el concreto resista sin deterioro las inclemencias del tiempo (resistencia al intemperismo), esta protección se debe dar a los concretos que estarán al aire libre. 8. Control de la expansión producida por la reacción álcali-agregado. 9. Disminuir el flujo capilar del agua en el concreto. 10. Mejorar la impermeabilidad del concreto. 11. Fabricación de concreto celular. El aditivo favorece la creación de una estructura celular (porosa) que disminuye notablemente el peso volumétrico del material, reduce consecuentemente la resistencia del concreto.
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CAPITULO 4 APLICACIÓN (USO EN LA CONSTRUCCIÓN) Tecnologías:
Actualmente se ha vuelto una necesidad para la mayoría de expertos en construcción el uso de aditivos para concretos, morteros y cemento para sellar presiones de agua a fin de elaborar concretos con aire incorporado, mejorar la trabajabilidad del concreto fresco o para lograr otras propiedades específicas, tanto del concreto o mortero sea fresco o endurecido.
El concreto está compuesto por agregados, cemento, agua y aditivos. Los agregados son la matriz del concreto, el cemento mezclado con el agua forma el aglomerante, primero como pasta y luego como piedra. El agua actúa como un material de procesamiento. Por otro lado, los aditivos tienen la función de ingredientes activos.
Los agregados tienen un efecto decisivo sobre las propiedades del concreto. La matriz confiere al producto resistencia final, densidad, estabilidad y apariencia. El cemento es el aglutinante para el marco (pasta) y en consecuencia tiene la mayor responsabilidad en las propiedades del concreto.
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Los aditivos tienen una influencia significativa en las propiedades del concreto tanto fresco como endurecido. Ellos son añadidos en una cantidad de menos de 5% del peso del cemento.
Aplicaciones:
Una gama completa de aditivos estándar de alta "performance" para concretos y morteros así como aditivos hechos a la medida para grandes obras.
Una gama de aditivos de bajo costo para usos múltiples
Aditivos que no dañan el medio ambiente, son biodegradables y permanecen dentro de la mezcla.
Aditivos que se añaden a plantas de cemento para modificar las propiedades del cemento, incluyendo agentes abrasivos.
Aditivos inhibidores de corrosión para el cemento, mortero, concreto y productos auxiliares.
Investigaciones básicas sobre hidratación del cemento y modo de acción de aditivos para el desarrollo de nuevos productos y sistemas.
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CONCLUSIONES: El comportamiento de los diversos tipos de cemento Portland está definido dentro de un esquema relativamente rígido, ya que pese a sus diferentes propiedades, no puede satisfacer todos los requerimientos de los procesos constructivos. Existen consecuentemente varios casos, en que la única alternativa de solución técnica y eficiente es el uso de aditivos. Al margen de esto, cada vez se va consolidando a nivel internacional el criterio de considerara 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, la estructura de vacíos, el calor de hidratación etc. 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.
Los aditivos han desarrollado en las últimas décadas tal cúmulo de avances que cada día nos ofrece nuevas posibilidades, Ingresamos al siglo XXI con materiales de muy alta resistencia y calidad, los cuales exigen un conocimiento profundo de los materiales a complementarse con ellos, para lograr un eficiente desarrollo y elevando la calidad constructiva. En nuestro país no es frecuente el empleo de aditivos por la creencia generalizada de que su alto costo no justifica
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su utilización en el concreto de manera rutinaria; pero si se hace un estudio detallado del incremento en el costo del m³. de concreto (incremente que normalmente oscila entre el 0.5 al 5% dependiendo del producto en particular), y de la economía de mano de obra, horas de operación y mantenimiento de equipo, reducción de plazos de ejecución de labores, mayor vida útil de las estructuras etc., se concluye en que el costo extra es solo aparente en la mayoría de los casos, en contraposición a la gran cantidad de beneficios que se obtienen. Aunado a esto 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. En las zonas de la sierra del Perú donde se producen hielo y deshielo, así como alternancias de temperaturas que inducen fases de clima cálido y frió en un tiempo corto, es necesario el empleo de aditivos incorporadores de aire y acelerantes de fraguado para conjurar estos efectos, adicionalmente a las consecuencias aun de las implicancias de la altura en el comportamiento del concreto. En los más de cinco mil kilómetros de costa con ciudades y pueblos aledaños donde se emplea concreto armado en la construcción, es imperativo el uso de reductores de agua que hagan el concreto más impermeable y durable contra la corrosión de las armaduras. En la selva lejana y aún desconocida en muchos aspectos, el empleo de agregados marginales es un reto para el desarrollo de soluciones técnicas regionales, donde la gran cantidad de resinas vegetales disponibles, ofrece un campo ideal para el desarrollo de aditivos que pudieran colaborar en resolver dichos problemas.
