mejorando las capacidades de la mezcla

Informe
ADITIVOS PARA EL CONCRETO
MEJORANDO LAS
CAPACIDADES DE
LA MEZCLA
S
egún los ingenieros de
la Unidad Concreteras
de Química Suiza Industrial, Germán Vivar,
Gina Gusukuma y Said Chávez, la
eficiencia de este compuesto depende de factores como el tipo, marca
y cantidad de material cementante,
el contenido de agua, la forma,
granulometría y proporción de los
agregados, el tiempo de mezclado
y la temperatura del concreto.
Añadieron que, generalmente, el
concreto con aditivos es más durable, resistente y se agrieta menos
que una mezcla que no lo incluya,
106
Los aditivos son productos químicos que se adicionan al
concreto antes o después del mezclado, con la finalidad
de modificar y optimizar sus propiedades. Estas soluciones
químicas, que le otorgan ciertas características al mencionado
producto, son ampliamente utilizadas en la edificación.
siendo los principales beneficios
de su uso:
• Reducción del costo del concreto.
• Obtención de ciertas propiedades de manera más efectiva que
otras.
• Mantener la calidad del material
durante las etapas de mezclado,
transporte, colocación y curado
en circunstancias de clima adversos.
• Asegurar la calidad de la mezcla
en condiciones ambientales
severas durante las etapas de
mezclado, transporte, colocación
y curado.
CONSTRUCTIVO
Informe
El ingeniero Luis Zerga, gerente
general de Z Aditivos, refirió que los
aditivos para concreto se producen
en forma de polvo o de líquido.
Problemas del concreto
sin aditivos
Según Carlos Gómez, ingeniero de
producto para Sika Perú, al trabajar
concreto sin el empleo de aditivos
el trabajo final se expone a padecer
de problemas de resistencia a la
compresión “porque el fluidificante
inicial es el agua y, al necesitarse un concreto más trabajable,
tendríamos que emplear más del
líquido elemento, lo cual influye en
la resistencia”, expresó.
El ingeniero Enrique Pasquel,
pastpresident del Capítulo Peruano
del American Concrete Institute,
indicó que en su estado natural el
concreto es un material limitado
que se mantiene fresco durante
cierto tiempo, en el que luego actúa
la química del material y endurece.
“El concreto, desde que se prepara
hasta que inicia su endurecimiento,
tiene un tiempo para ser manipulado en la obra, el cual puede diferir”,
afirmó.
Según el profesional, las variaciones climáticas tienen gran
influencia en el comportamiento
de la mezcla cuando no se emplean
aditivos. “Cuando uno solo depende
del concreto puede estar trabajando
en un sitio cálido y a las dos horas ya
no le sirve la mezcla, mientras que
en un sitio frio, puede pasar más
de ocho horas y este no endurece”,
ejemplificó.
Por su parte, el ingeniero Luciano
López, gerente Admixture Systems
& Underground Construction de
Basf Construction Chemicals Perú,
indicó que el problema que se presenta al no usar aditivos es emplear
mayor cantidad de cemento, generando algunas veces la aparición de
mayor número de fisuras a edades
tempranas.
Introducción en el Perú
Según los especialistas de Química
Suiza Industrial, en el Perú los aditivos químicos se introdujeron a fines
de la década de los años 50, en un
CONSTRUCTIVO
Los ingenieros de la Unidad
Concreteras de Química Suiza
Industrial, Said Chávez, Gina
Gusukuma y Germán Vivar, los aditivos
químicos se introdujeron a fines de la década
de los años 50.
mercado restringido. En la década
de los 60 se inició el uso masivo de
los aditivos plastificantes, productos que hoy en día son los más utilizados en todo el mundo debido a su
capacidad para reducir el agua de la
mezcla y así obtener concretos más
resistentes, económicos y durables.
En la década de los 70 se introdujeron los primeros aditivos
superplastificantes, revolucionando
la tecnología del concreto en esa
época porque se crearon concretos
fluidos y de alta resistencia para
elementos prefabricados y para la
construcción de elementos esbeltos
y de fina apariencia.
El ingeniero Enrique Pasquel indicó que, a causa de las convulsiones
políticas en el Perú en década de los
70, las empresas trasnacionales del
rubro que abastecían el mercado local
optaron por abrir plantas de fabrica-
Luis Zerga, gerente general de Z
Aditivos, refirió que los aditivos para
concreto suelen presentarse en forma de
polvo o de líquido, como emulsiones.
ción en Colombia, donde la cultura
de los aditivos para concreto está
más desarrollada, y recién en los 90
se instalaron fabricas en nuestro país.
Dosificación
El ingeniero Carlos Gómez, de Sika
Perú, indicó que las dosificaciones
se establecen según el porcentaje
del peso del cemento o en centímetros cúbicos. Sobre el momento
en que debe dosificarse, explicó
que ello va a depender mucho de
la zona donde se esté trabajando.
“Puede ir inicialmente con el agua
de amasado o al final de la mezcla
para fluidificarlo, si hablamos de
plastificantes. Es recomendable
siempre hacer pruebas de campo
y evaluar cuál es la mejor dosificación, hay aditivos que deben ir junto
con el cemento, como las soluciones
en polvo”, afirmó el profesional.
1.
1. Las empresas de aditivos para concreto muchas veces deben atender las especificaciones de
empresas constructoras que producen su propio concreto premezclado.
107
Informe
Por su parte, Luis Zerga, gerente
general de Z Aditivos, indicó que
en el caso de sus productos, éstos
vienen con indicaciones precisas
de su dosificación para cada caso.
A su vez, el ingeniero Luciano
López, de Basf Perú, refirió que
cuando se usan dos o más aditivos,
es preferible dosificarlos en forma
independiente.
El ingeniero Enrique Pasquel
afirmó que la dosificación “es muy
variable, depende de la propiedad
que uno quiere modificar y el tiempo
que quiere hacer que esa propiedad
cambie. Normalmente está referido
al cemento y puede ser desde el
0.1% hasta el 2% o 3% del peso del
cemento en algunas aplicaciones,
y no hay dosis fijas, pero depende
del cemento que uno use”, aseguró.
Dosificación errónea
Los ingenieros de Química Suiza
Industrial indicaron que, en algunas
ocasiones, en la planta de producción de concreto, ya sea por falla
de máquina (dosificadores descalibrados, fallas en la bomba, error
en conexión de mangueras, etc.)
o falla humana, puede producirse
una sobredosificación de aditivo
que plastifique o retarde la fragua.
Explicaron que la dosificación
extra del aditivo superplastificante
produce que el asentamiento o
slump incremente y posiblemente
el concreto segregue afectando el
elemento estéticamente. Mientras,
cuando se produce una sobredosificación del aditivo retardante
de fragua, el endurecimiento del
concreto se puede prolongar por
varias horas, retrasando el avance
de la obra. En ambos casos, refirieron, el problema tiene solución pero
produce un sobrecosto.
Por su parte, el ingeniero Luciano López, de Basf Perú, refirió
que si ocurre una dosificación
errónea (mayor) de un retardante;
es posible que la estructura tarde
más en fraguar; sin embargo el
contratista, al tener ciclos de
encofrados bien definidos, podría
optar -si no se le explica- por hacer
una demolición o esperar a que el
concreto fragüe.
108
Carlos Gómez, ingeniero de producto
para Sika Perú, indicó que por
consideraciones ambientales y de agregados
especiales muchas veces se deben desarrollar
aditivos específicos para un proyecto.
Aditivos acelerantes
Según el ingeniero Carlos Gómez,
de Sika Perú, los aditivos acelerantes son los que apuran el proceso de
fraguado y ganancia de resistencia
permitiendo acortar el tiempo de
construcción. “Con un acelerante
normal, un techo que demora 21
días en alcanzar su resistencia indicada puede lograrlo en siete días,
siendo la principal función de estos
compuestos liberar estructuras más
rápidamente”.
El ingeniero Enrique Pasquel refirió que “el problema de estos es que
una vez aplicados no hay ningún
antídoto, mientras que para los retardantes y plastificantes sí hay maneras de alargar sus propiedades.
Al usar los acelerantes el proceso
constructivo debe estar planteado
con cronómetro, si el constructor
no está listo, demoró el proceso y ya
empezó el efecto del acelerante, solo
queda botar el concreto”, aseguró.
Aditivos plastificantes
retardantes
Según los profesionales de Química
Suiza Industrial, éstos se utilizan
para retrasar el tiempo de fraguado
del concreto, lo cual se hace cuando
se va a colocar en condiciones difíciles o para realizar técnicas de acabado especiales, como superficies con
agregado expuesto.
Por su lado, Carlos Gómez, de
Sika Perú, afirmó que la aplicación
principal de los aditivos retardantes
es que brinda mayor tiempo para el
transporte de la mezcla. “El concreto
-sin estos químicos- tiene un tiempo
de fraguado inicial de unas cuatro a
El ingeniero Enrique Pasquel,
pastpresident del ACI Perú, afirmó que las
variaciones climáticas tienen gran influencia
en el comportamiento de la mezcla de
concreto cuando no se emplean aditivos.
El ingeniero Luciano López, Gerente
Admixture Systems & Underground
Construction de Basf Construction
Chemicals Perú, afirmó que los aditivos libres
de álcalis para concreto lanzado no causan
daños a la salud de los operadores.
cinco horas. Antes de que lo haga
es cuando puede ser transportado,
colocado y vibrado. Los retardantes
sirven para prolongar ese tiempo y
llevarlo a más horas”, aseguró.
Mientras, el ingeniero Luciano López, de Basf Perú, refirió que cuando
se realizó el vaciado de un puerto 500
km al norte de Lima, se usó un aditivo
inhibidor de hidratación, cuyo efecto
-figurado es- “dormir” la mezcla,
siendo posible hacer esto hasta por
tres días si se requiere. Aseguró que
con estos aditivos se puede enviar el
concreto desde Lima hasta puntos
alejados y esperar el momento indicado hasta que empiece a fraguar.
En la misma línea, el ingeniero Enrique Pasquel indicó que en las zonas
cálidas, la dosis de retardante es mayor y que en Lima “todas las empresas
usan este tipo de aditivo porque el
transporte de concreto desde la planta hasta cualquier punto demora de 45
minutos a una hora, y la mezcla debe
llegar en estado adecuado a la obra.
Así, se le aumenta la dosis en verano
y se baja en invierno”, explicó.
CONSTRUCTIVO
Informe
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Informe
Aditivos plastificantes
Los ingenieros de Química Suiza
Industrial clasificaron los aditivos
plastificantes en dos tipos. Los de
rango medio sirven para disminuir
la cantidad de agua de la mezcla
para un concreto con slump específico y, en algunos casos, también
proporcionan retardo de fragua
inicial, aportando los siguientes
beneficios: ayudar a reducir la
relación agua-cemento; disminuir
el contenido de cemento y a su vez
aumentar el revenimiento o slump;
disminuir significativamente el
contenido de agua (entre 6% y 12%)
para concretos con un asentamiento entre 5 pulg y 8 pulg y así facilitar
la bombeabilidad, colocación y
acabado de la mezcla.
Los plastificantes de alto rango,
también llamados de alta actividad
o efecto en la ASTM C 494, corresponden al tipo F y G reductor de
agua y retardador de fraguado,
permitiendo la reducción de gran
cantidad de cemento y agua, producir concretos con baja relación
agua-cemento, brindar alta resistencia y trabajabilidad normal o
alta, producir concretos con f ’c
mayor a 70 MPa, el desarrollo de
resistencias a edad temprana y la
menor penetración de los iones de
cloruro.
Aditivos incorporadores de aire
El ingeniero Luciano López, de Basf
Perú, refirió que este tipo de aditi2.
vos incorpora burbujas de aire de
forma ordenada en el concreto, “de
tal manera que cuando ocurran esfuerzos internos, éstas sirven para
que las tensiones se disipen interactuando entre ellas ya que, sin
estos aditivos, estos esfuerzos se
podrían manifestar como fisuras”.
Por su parte, el ingeniero Enrique Pasquel añadió que estos compuestos se aplican en zonas donde
hay congelamiento y deshielo,
normalmente en la sierra del país,
y además de evitar su deterioro,
plastifican el concreto y reducen
su permeabilidad.
Mientras, el ingeniero Carlos
Gómez de Sika Perú explicó que el
incorporador de aire tiene el problema de que “por cada 1% que incorporemos a la mezcla de concreto,
la resistencia a la compresión se reduce del 3% al 5%; esto quiere decir
que cuando hagamos un concreto
con aire incorporado, debemos hacer un sobrediseño para llegar a la
resistencia deseada”, dijo.
Aditivos inhibidores de corrosión
El ingeniero Enrique Pasquel refirió
que estos aditivos son productos
especiales que recubren el fierro
con una película que retrasa el
proceso de corrosión, cuando está
expuesto a un ambiente que puede
favorecer este fenómeno.
Por su parte, los expertos de
Química Suiza Industrial añadieron que esta clase de aditivos se
emplean en estructuras de concreto para estacionamientos, estructuras marinas y puentes donde las
sales de cloruro están presentes.
Empleo de aditivo en el concreto
lanzado
Los ingenieros de Química Suiza
Industrial refirieron que el concreto
proyectado (shotcrete) se coloca
por medio de un equipo neumático que impulsa y compacta sobre
una superficie. El material puede
colocarse en cualquier dirección relativa al operador, incluso por sobre
su cabeza, con un porcentaje bajo
de pérdida de material, lo que habitualmente se denomina “rebote”.
Añadieron que una vez proyectado, debe rigidizarse en forma casi
instantánea y quedar adherido en
su mayor parte a la superficie sobre
la cual se aplicó. Para lograr una rápida rigidización se suelen agregar
aditivos a base de sulfato de aluminio, silicatos de sodio y potasio.
Se incorporan en la boquilla de la
lanza de proyección y producen un
fraguado casi instantáneo.
A su vez, el ingeniero Luciano López, de Basf Perú, indicó que para el
concreto lanzado hay tres tipos de
aditivos acelerantes de fragua, “de
ellos, los aluminatos y los silicatos
son fuertemente alcalinos, con un
PH muy elevado y que pueden causar daños en la piel con el contacto,
mientras que hay otra variedad libre
de álcalis cuyo PH está en un rango
entre 2 a 5 inocuo para las personas
y el medio ambiente”, afirmó.
Aditivos a medida de la obra
El ingeniero Enrique Pasquel indicó
que producir aditivos según especificaciones es una práctica cada
vez más generalizada, “porque las
empresas de aditivos adaptan los
productos a los cementos locales
e influye su tipo y la calidad de los
agregados”, explicó.
Mientras, el ingeniero Carlos Gómez de Sika Perú, aseguró que cada
proyecto tiene consideraciones
2. Para el concreto lanzado, tanto por vía seca
y húmeda, hay diversos tipos de aditivos con
variadas características.
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CONSTRUCTIVO
ambientales y de agregados, “por
ello, muchas veces debemos desarrollar los aditivos especiales para
un proyecto”, analizó. Los ingenieros de Química Suiza Industrial
Prevención en el uso de
aditivos
El ingeniero Hugo Bocanegra, gerente general de SACOSI, alertó que el uso
de los aditivos debe conllevar a ensayos
previos “porque hay concretos cementicios (Portland Tipo I, II, V) y puzolánicos.
Los primeros funcionan normalmente con
todos los tipos de agregados, pero si tengo un concreto puzolánico, y se emplea un
aditivo, debe hacerse ensayos previos para
prevenirse su reacción”.
Así mismo, afirmó que el uso de los aditivos acelerantes debe ser medido porque
con algunos de estos compuestos se puede alcanzar una muy alta resistencia inicial
pero después ésta
baja, por
lo que se
debe estar
prevenido.
CONSTRUCTIVO
agregaron que antes del inicio de
las operaciones, realizan pruebas
y validaciones para cada requerimiento, muchas veces creando
nuevos productos que cumplan
con los estándares de calidad y de
seguridad solicitados por el cliente,
entregandounaditivoTailor-Made
que se adapte a su necesidad y condiciones de trabajo, comentaron.
Agregaron que los aditivos más
demandados son los superplastificantes reductores de agua de rango
medio y alto. Pero los aditivos del
futuro a base de policarboxilatos
están teniendo buena acogida en
nuestro país debido a que pueden
diseñar concretos con una muy
baja R a/c y con resistencias a la
compresión de 700 kg/cm2, como
tambiénde1,000kg/cm2.
Pruebas de calidad
El especialista de Basf Perú refirió
que cuentan con un sistema de
gestión integrado. “Tenemos la
posibilidad de hacer la trazabilidad
de los insumos que ingresan a la
planta y, si se presentara un problema, podemos identificar de qué se
trata para asegurar que el producto
se está comportando de manera
adecuada”, aseguró.
Por su parte, el ingeniero Enrique
Pasquel afirmó que generalmente
los laboratorios de las universidades
son los centros a los que recurren
los contratistas para que les haga
el diseño de mezcla, mientras que
las empresas de premezclado tienen
sus propios laboratorios, desarrollan su propio diseño de mezcla,
dan servicios a terceros y pueden
hacer un diseño a la medida de cada
proyecto, aseguró.
El ingeniero de Sika Perú añadió
que cuando se ha desarrollado el
aditivo se hacen mezclas de concreto y ensayos típicos como el
asentamiento, mantenimiento de
la trabajabilidad, realizándose testigos de concreto en las probetas y
ensayándolas a diferentes edades
para ver como va el crecimiento de
resistencia. “Todos los ensayos son
normados”, aseguró.
111
Informe
3. El uso de aditivos acelerantes es de vital
importancia para la producción de elementos
prefabricados.
Protección del operador
Luis Zerga, gerente general de Z Aditivos, refirió que para el empleo de
estos compuestos, los operadores
deben realizar sus labores utilizando el equipo de seguridad personal
por precaución, enfatizando que los
aditivos para concreto no son dañinos para la salud. También deben
contar con la ayuda de las Hojas de
Seguridad (MSDS).
Normas reguladoras
El ingeniero Carlos Gómez, de Sika
Perú, indicó que es INDECOPI la
institución que genera las normas
técnicas peruanas con carácter de
ley. “Como los proyectos y grandes
tecnologías vienen de afuera, las
normas técnicas peruanas son una
adecuación de la norma internacional ASTM”, dijo. Por otro lado, el
ingeniero Luciano López, aseguró
que en el Capítulo Peruano del American Concrete Institute, institución
a la que pertenece, “promovemos
el correcto uso del concreto, lo que
incluye los aditivos”, indicó.
Los ingenieros del equipo de premezclado de Química Suiza Industrial explicaron mediante un cuadro
las normas que rigen cada tipo de
aditivo para concreto (ver tabla No 1).
Crecimiento y proyección
del mercado
El ingeniero Enrique Pasquel refirió que el mercado de aditivos ha
crecido en la medida que aumenta
la penetración del concreto premezclado, “incluso además de las
transnacionales más conocidas,
hay empresas italianas y españolas
en el medio, porque el mercado del
cemento y concreto se ha vuelto
muy atractivo en el país, lo que hace
que las compañías de aditivos sigan
apostando por invertir”, dijo.
Luis Zerga, de Z Aditivos, afirmó
que gracias a las ferias de construcción se ha mejorado el uso de
los aditivos.“La gente ha aprendido
a usarlos debidamente gracias a la
información de nuestros técnicos”,
indicó.
112
3.
Tabla N°1
Normas que rigen para cada tipo de aditivo para concreto
Norma
Clase de aditivos
ASTM C260
ASTM D 98
Aditivos incorporadores de aire
Aditivos químicos reductores de agua y
controladores de fragua
Cloruro de calcio
ASTM C 869
Agente espumoso
ASTM C 1141
Aditivos para shotcrete
ASTM C 1017
Concreto fluido
ASTM C 937
Grout fluidificante
ASTM C 979
Pigmentos
ASTM C494
Por su parte, el ingeniero Carlos
Gómez, de Sika Perú, aseguró que
en la firma han tenido un gran
crecimiento en la construcción, y
a la vez realizan una gran labor de
capacitación a los maestros de obra.
“Actualmente tenemos un formato
llamado Brigada Maestra, dirigido
a los canales de distribución, donde
enseñamos como trabajar el aditivo”, explicó.
Los ingenieros de la Unidad
Concreteras de Química Suiza Industrial refirieron que el mercado
de aditivos en el Perú se vislumbra
prometedor para la compañía, ya
que se están iniciando proyectos de
gran envergadura a nivel nacional,
los cuales requieren dentro de sus
especificaciones el uso de concretos
especiales, especialmente aditivos
de última generación, en los que la
empresa tiene amplia experiencia.
El ingeniero Luciano López, de
Basf Construction Chemicals Perú,
aseguró que la industria de aditivos
en el Perú ha crecido mucho, considerando que “la penetración del
concreto premezclado en el país es
una de las más bajas en la región. A
medida que el tamaño del mercado
crezca habrá un mayor desarrollo
del mercado de aditivos”, aseguró.
“Otro mercado importante son
las constructoras que producen su
concreto en obra. Nuestra propuesta
es acompañarlos en su diseño de
mezcla, actuando como consultores
y hacer el diseño de acuerdo a sus
necesidades o especificaciones
que sus estructuras requieran”,
finalizó.
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