ADITIVOS ACELERANTES

ADITIVOS
Aunque los aditivos, a diferencia del cemento, los agregados y el agua, no son componentes
esenciales de la mezcla, son componentes importantes cuyo uso se extiende cada vez más.
BENEFICIOS:
1. Son capaces de impartir benéficos físicos y económicos.
2. Hacen posible el empleo de una variedad más amplia de ingredientes en la mezcla.
3. No presentan gasto adicional pues su empleo trae por resultado ahorros, por ejemplo: en el
costo de mano de obra, en el contenido de cemento o en la durabilidad.
Se debe recalcar que los aditivos propiamente usados son benéficos para el concreto:

No son remedio para ingredientes de mala calidad.

Para uso de proporciones de mezcla incorrectas.

Para mal manejo de transportación, colocación y compactación.
TIPOS DE ADITIVOS.
Definición: un aditivo se define como un producto químico que se agrega a la mezcla de
concreto en cantidades no mayores de 5% por masa de cemento durante el mezclado o durante
una operación adicional antes de la colocación del concreto.
Los aditivos pueden ser orgánicos o inorgánicos en cuanto a su composición pero su carácter
químico, que difiere del mineral, es su característica esencial.
CLASIFICACION:
Los aditivos se clasifican por su función en el concreto. La clasificación de la Norma ASTM C
494-92 es la siguiente:
Tipo A Reductores de agua.
Tipo B Retardantes.
Tipo C Acelerantes.
Tipo D Reductores de agua y retardantes.
Tipo E Reductores de agua y acelerantes.
Tipo F Reductores de agua de alto rango o superfluidificantes.
Tipo G Reductores de agua de alto rango y retardantes o superfluidificantes y retardantes.
Las normas británicas para aditivos son BS 5075: parte 1: 1982, que trata sobre aditivos
acelerantes, retardantes y reductores de
agua: y BS 5075: parte 3: 1985, que trata sobre
superfluidificantes. Es probable que estas normas sean remplazadas por la norma europea en
934-2.
En la practica los aditivos se compran o venden como productos patentados y la promoción
incluye beneficio variados y amplios alcances. Aunque estos pueden ser ciertos, algunos solo
ocurren indirectamente, de modo que es importante entender los efectos específicos de los
aditivos antes de usarlos, además como señala la norma ASTM C 494-92, los efectos específicos
pueden variar con las propiedades y proporciones de los otros ingredientes de la mezcla.
Los aditivos pueden ser utilizados en estado sólido o liquido, aunque un liquido se puede
dispersar mas rápidamente durante el mezclado del concreto. Se utilizan recipientes calibrados,
siendo el aditivo descargado dentro del agua de mezclado.
Las dosis de los diferentes aditivos son recomendadas por los fabricantes pero varían de
acuerdo a las circunstancias.
La efectividad de los aditivos varios según sea su dosificación en el concreto y también según
sean los constituyentes de la mezcla.
ADITIVOS ACELERANTES
Los aditivos acelerantes de la norma ASTM Tipo C serán mencionados como acelerantes. Su
función principal es acelerar el desarrollo temprano de la resistencia del concreto, es decir el
endurecimiento. Aunque también pueden acelerar el fraguado. Sise requiere hacer diferencia
entre las dos funciones, puede ser útil referirse a las propiedades de aceleración del fraguado.
CUANDO EMPLEARLOS:
1. - Cuando el concreto se va colar a temperaturas bajas, digamos de 2 a 4 °C.
2. - En la elaboración de concreto prefabricado.
3. - Cuando se desea un descimbrado rápido.
4. - Cuando se requiere hacer un trabajo de reparación urgente.
Otros beneficios son que permite el acabado mas temprano de la superficie de concreto y la
aplicación de aislamiento de protección, y también poner la estructura más rápido en servicio.
Inversamente a temperaturas muy altas pueden dar por resultado una velocidad demasiado alta
de desarrollo de calor de hidratación y el agrietamiento por contracción.
El acelerante más común empleado durante muchas décadas fue el cloruro de calcio. Ya que es
efectivo para acelerar la hidratación de los silicatos de calcio, principalmente C3S, posiblemente
por un cambio ligero en la alcalinidad del agua de poros o como catalizador en las reacciones
de hidratación. El cloruro de calcio es un acelerante efectivo pero tiene un defecto serio: La
presencia de iones de cloruro en la vecindad del refuerzo de acero, favorece a la corrosión.
Aunque las reacciones de corrosión solo ocurren en presencia de agua y oxigeno, los riesgos a
la presencia de iones de cloruro en el concreto que contiene acero son tales que el cloruro de
calcio nunca deberá incorporarse al concreto reforzado; En el concreto presforzado los riesgos
son mayores.
A partir de resultados de las resistencias a compresión determinadas a 20 C que se muestran en
la tabla 5.1 se puede ver que hay una variación amplia en el comportamiento de cada uno de los
aditivos al ser utilizados con diferentes cementos.
La
norma ASTM C 494-92 incluye como requisito que cuando se use un aditivo tipo C, el
fraguado inicial, medido por la prueba de resistencia a la penetración prescrita en la norma
ASTM C 403-92 sea menos de una hora antes, pero antes de 3 ½ horas, que el de la mezcla de
control.
El análisis precedente indica que ningún acelerante solo es aceptado. Es útil observar que ha
disminuido la demanda de acelerantes, ya que existe otro medio de alcanzar una alta resistencia
temprana, tal como el empleo de relaciones agua-cemento muy bajas en conjunción con
superfluidificantes. Sin embargo continua el uso de acelerantes a bajas temperaturas de colado.
ADITIVOS RETARDANTES
Se puede lograr un retraso en el fraguado de la pasta de cemento con la adición a la mezcla de
un aditivo retardante ASTM Tipo B.
Los retardantes hacen también lento el endurecimiento de la pasta, aunque unas sales pueden
acelerar el fraguado pero inhibir el desarrollo de resistencia. Los retardantes no alteran la
composición o identidad de los productos de hidratación.
UTILIZACION:
1. - son útiles en la elaboración de concreto en clima cálido cuando el tiempo de fraguado
normal se acorta por la alta temperatura.
2. - previenen las juntas frías.
3. - prolongan el tiempo de transportación, colocación y compactación.
El retraso del endurecimiento se puede explotar para obtener acabados arquitectónicos de
agregado expuesto: el retardante se aplica a la superficie interior de la cimbra de modo que el
endurecimiento del cemento adyacente se retrase.
El uso de retardantes puede afectar el diseño de estructuras por ejemplo, los colados masivos
se pueden practicar con retraso controlado de las partes del colado en lugar de construcción
segmental.
La acción retardante la exhiben el azúcar, derivados de carbohidratos, sales solubles de zinc,
boratos solubles y otras sales, el metanol es también un retardante posible.
En la practica, los retardantes que también son reductores de agua ( Tipo B de ASTM) se usan
mas comúnmente.
Se necesita tener cuidado con el uso de retardantes ya que estos pueden inhibir totalmente el
fraguado y endurecimiento del concreto. Los efectos del azúcar dependen de la cantidad usada.
Parece que, empleada de manera controlada una pequeña cantidad ( como el .05% de la masa
del concreto) actuara como un retardante aceptable: El retraso del fraguado del concreto es
aproximadamente 4 horas. El comportamiento del azúcar y de cualquier retardantes deberá
determinar mediante pruebas con el cemento que se va a emplear en la construcción.
Como los retardantes se emplean en clima cálido es importante observar que el efecto
retardante disminuye a temperaturas altas y algunos cesan de ser efectivos a temperatura
ambiente extremadamente altas, alrededor de 60 °C.
Los retardantes tienden a aumentar la contracción plástica porque la duración de la etapa
plástica se extiende pero la contracción por secado no resulta afectada.
La norma ASTM 494-92 requiere que los aditivos de Tipo B retarden el fraguado inicial por lo
menos una hora, pero no más de 3 ½ horas, en comparación con una mezcla de control. Se
permite que la resistencia a la compresión de tres días en adelante sea 10% menos que la
resistencia de control. Los requisitos de la norma BS 5075: Parte 1 1982 son similares.
ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA
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 granulometria 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.
SUPERFLUIDIFICANTES
Son reductores de agua pero más significativa y claramente que los mencionados anteriormente.
Suelen ser altamente distintos en su naturaleza y hacen posible la producción de concreto que
en su estado fresco o endurecido, s considerado diferente del concreto hecho utilizando
aditivos Tipo A, D, y E.
Por esta razón se clasifican aparte en la norma ASTM C 494-92, y se estudian por separado.
La norma se refiere a estos aditivos como “ aditivos reductores de agua de alto rango “. Pero
para efectos de estudio y para ser breves se les llama superfluidificantes.
En la terminología del ASTM se los conoce como aditivos Tipo F; y cuando también son
retardantes sin llamados aditivos Tipo G.
NATURALEZA
Existen cuatro categorías principales:
a. Condensados de melamineformaldehído sulfonado.
b. Condensados de naftalenoformaldehído sulfonado.
c. Lignosulfonatos modificados.
d. Ésteres acidosulfónicos y de carbonato.
Los dos primeros son los mas usados y por brevedad se les conoce como superfluidificantes con
base de melamina y con base de neftaleno.
Los superfluidificantes son polímeros orgánicos solubles en agua que tienen que ser
sintetizados, usando un proceso complejo de polimerización, para producir moléculas largas de
alta masa molecular. Tienen un bajo contenido de impurezas, aun en dosificaciones muy altas
así que no exhiben efectos laterales indebidamente perjudiciales.
Casi todos están en forma de sales de sodio pero también se producen sales de calcio.
Cuando nos se cuenta con información acerca de la naturaleza de un superfluidificante, mucho
se aprende de las pruebas químicas especializadas.
Las pruebas físicas hacen que sea posible distinguir los superfluidificantes de los reductores de
agua.
EFECTOS
1. Las moléculas grandes al doblarse alrededor de las partículas de cemento dan una carga
altamente negativa y se repelen unas con otras. Dando por resultado la defloculación y la
dispersión de las partículas de cemento. Por lo tanto el mejoramiento resultante de
trabajabilidad se puede explotar de dos formas: a.) la producción de concreto con una
trabajabilidad muy alta. B.) la producción de concreto con una resistencia muy alta.
a. A una relación agua-cemento y contenido de agua en la mezcla dados, la acción de
dispersión incrementa la trabajabilidad del concreto típicamente por la elevación del
revenimiento de 7.5 a 20 cm. Permaneciendo la mezcla cohesiva. A este tipo de concreto se
le conoce como concretos fluidos, y es útil para colocarse en secciones altamente
reforzadas, en áreas inaccesibles en losas de pisos y de caminos.
b. En la producción de concreto de trabajabilidad normal pero con una alta resistencia hay una
considerable reducción en la relación agua-cemento.
Los requisitos para los superfluidificante para producir concreto fluido y para producir concreto
de alta resistencia están dados, respectivamente, en las normas ASTM C 1017-92 y ASTM 49492, y para ambos tipos de concreto en la norma BS 5075:Parte 3: 1985.
OBSERVACIONES SOBRE EL USO DE ADITIVOS.
A.
LOS ADITIVOS CUYO COMPORTAMIENTO SE CONOCE POR EXPERIENCIA A TEMPERATURA NORMAL DEL AMBIENTE
PUEDEN COMPORTARSE DE MANERA DIFERENTE A TEMPERATURAS MUY ALTAS O MUY BAJAS.
B. ALGUNOS ADITIVOS NO TOLERAN LA EXPOSICION A TEMPERATURAS DE CONGELACION MIENTRAS SE ALMACENAN Y
SE VUELVEN INUTILES; PERO OTROS REQUIEREN DESCONGELACION Y REMEZCALADO Y MUY POCOS SON AFECTADOS
POR LAS TEMPERATURAS DE CONGELACION
C. LOS ADITIVOS CUYO COMPORTAMIENTO SE CONOCE CUANDO SE EMPLEAN SEPARADAMENTE, PUEDEN NO SER
COMPATIBLES CUANDO SE UTILIZAN JUNTOS, POR ESTA RAZON ES ESCENCIAL UNA PRUEBA DE MEZCLA PARA
CUALQUIER COMBINACION DE ADITIVOS.
D. AL SER DESCARGADOS DENTRO DE LA MEZCLADORA LOS ADITIVOS, NO SOLO SE HAN DE MEDIR EXACTAMENTE,
TAMBIEN ES IMPORTANTE QUE SEAN DESCARGADOS DE MANERA ADECUADA DURANTE EL CICLO DE MEZCALDO Y
EN LA DOSIFICACION CORRECTA. LOS CAMBIOS EN EL PROCEDIMIETO DE MEZCLADO PUEDEN AFECTAR EL
COMPORTAMIENTO DE LOS ADITIVOS.
E. ES IMPORTANTE SABER SI ALGUN ADITIVO QUE SE VA A USAR CONTIENE CLORUROS, PORQUE GENERALMENTE, SE
ESPECIFICA UN LIMITE SOBRE EL CONTENIDO TOTAL DE IONES DE CLORURO EN LA MEZCLA DE CONCRETO, DE
MANERA ASI QUE SE HAN DE TENER EN CUENTA TODAS LAS FUENTES DE CLORURO. AUN LOS LLAMADOS “ADITIVOS
LIBRES DE CLORURO” PUEDEN TENER CANTIDADES PEQUEÑAS QUE SE ORIGINAN A PARTIR DEL AGUA EMPLEADA EN
LA MANUFACTURA DEL ADITIVO.
BIBLIOGRAFIA.- “ TECNOLOGIA DEL CONCRETO” ( IMCYC )
Autor: Adam M. Neville
Capitulo 5 pag. 167-182