La historia del uso de aditivos
químicos en los hormigones se remonta al siglo pasado,
tiempo
después que Joseph Aspdin patentó en Inglaterra el 21
de octubre de 1824, un producto que
llamó «Cemento
Portland».
La primera adición de cloruro de calcio como
aditivo a los hormigones fue registrada en1873,
obteniéndose su patente en 1885. Al mismo tiempo que los
aceleradores, los primeros aditivos utilizados fueron
hidrófugos. Igualmente, a principios de
siglo se ensayó la incorporación de silicato de
sodio y de diversos jabones para mejorar la imper-meabilidad. En
ese entonces, se comenzaron a añadir polvos finos para
colorear el hormigón. Los fluatos o fluosilicatos se
emplearon a partir de 1905 como endurecedores de superficie. La
acción
retardadora del azúcar
también había sido ya observada.
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
amasado y por lo tanto para obtener hormigones más
resistentes, económicos y durables. Obras como la central
hidroeléctrica Rapel y el aeropuerto Pudahuel son ejemplos
de esa época. También se inició el uso
masivo de los plasti-ficantes en la edificación, donde
como ejemplo está el edificio de la CEPAL construido en el
año 1960.
En la década del 70 se introdujeron en Chile
los primeros aditivos superplastificantes, revolucionando la
tecnología
del hormigón en esa época, por cuanto se
logró realizar hormigones fluidos y de alta resistencia para
elementos prefabricados y para la construcción de elementos esbeltos y de
fina apariencia.
Paralelamente, para la construcción de
túneles, especialmente para las grandes centrales
hidroeléctricas y la minería,
se utilizó la técnica del hormigón
proyectado que, a su vez, requiere de aditivos acelerantes de muy
rápido fraguado para obtener una construcción
eficiente y segura.
En la década de los 80 se introdujo en Chile
el uso de microsílice, material puzo-lánico que
usado en conjunto con los aditivos superplastificantes permite
obtener la máxima resistencia y durabilidad del
hormigón. Con este material se confeccionan hormigones de
70 Mpa de resistencia característica, pudiendo llegar
incluso a superar los 100 Mpa. Estos extraordinarios hormigones
se han utilizado en Chile en pavimentos sometidos a fuerte
abrasión en minería y obras
hidráulicas.Situación Normativa de los
Aditivos.
El primer conjunto de procedimientos y
especificaciones data de 1950 y se relacionó al primer
tipo de aditivo, incorporadores del aire. Ya en esta
normativa se observa la necesidad de crear un grupo de
procedimientos que consideran pruebas
estándares, materiales
controlados, equipos específicos y parámetros
comparativos con una mezcla patrón sin el aditivo, para
clasificar un producto como aditivo incorporador de
aire.
En Europa los
primeros conjuntos de
normas datan
de 1958 en España y
1963 en Inglaterra. En 1962, ASTM extendió la normativa de
clasificación a otros tipos de aditivos.
Que son los aditivos?
Aditivos son aquellas sustancias o productos
(inorgánicos o orgánicos) que, incorporados al
hormigón antes del amasado (o durante el mismo o en el
trascurso de un amasado suplementario) en una proporción
no superior al 5% del peso del cemento, producen la
modificación deseada, en estado fresco
o endurecido, de alguna de sus características, de sus
propiedades habituales o de su comportamiento. (Aditivo "
Adición.)
Características y Propiedades
Principales
Su influencia se determina de acuerdo al agua y a la
cantidad del agua que es necesario añadir a la mezcla para
obtener la docilidad y compactación necesaria. Los
áridos de baja densidad son poco
resistentes y porosos.
Nos sirven para:
- Una mejor trabajabilidad.
- Para regular el proceso de
fraguado del hormigón.
Son útiles para:
- Hormigones secos.
- Hormigones bombeados.
- Hormigones vistos.
- Hormigones fuertemente armados.
No se deben utilizar en:
- Hormigones blandos.
- Hormigones fluidos.
Existen tres tipos o clases de aditivos: Plastificantes,
Fluidificantes y Superfluidificantes.
Plastificantes: Estos son los sólidos
disueltos H2O, sus propiedades permiten mas trabajabilidad,
disminuye la relación entre el agua y el cemento y
disminuye la segregación cuando el transporte es
muy largo o cuando hay grandes masas de hormigón. Estos
pueden ser usados: Inyectados, proyectados, o
pretensados.
Fluidificantes : Estos son formulaciones
orgánicas líquidas, al igual que la anterior sus
propiedades permiten mas trabajabilidad, disminuye la
relación entre el agua y el cemento.
Estos pueden ser utilizados en hormigones bombeados, largos
transportes., hormigones proyectados con armaduras.
Se Clasifican en:
1ª Generación – 70% Rendimiento
cementicio.
2ª Generación – 75% Rendimiento
cementicio.
3ª Generación – 100% Rendimiento
cementicio.
Superfluidificantes: Estos son formulaciones
orgánicas líquidas, estos pertenecen a la tercera
generación.
Modificadores de fraguado:
Retardador o acelerador de fraguado – modificar solubilidad.
Tipos:
Aceleradores de fraguado: Cloruros [Cl2Ca
(más eficaz), ClNa, ClAl, ClFe], Hidróxidos,
Carbonatos., Silicatos.
Retardadores de fraguado: Existen dos tipos:
Inorgánicos (ZnO, PbO, PO4H3, BO4H3), Orgánicos
(ácido orgánico, glicerina).Estos dependen del
tipo, cantidad de cemento, dosificación y la
relación entre el agua y el cemento.
Consiste en reacciones
químicas en las que aparece una película
alrededor del cemento, impidiendo que se hidrate.
Aceleradores de endurecimiento: Son los que
Modifican la resistencia mecánica, este a su vez puede producir
efectos secundarios: Bajan la resistencia final y puede originar
retracciones.
- ACELERADOR < 2,5% ACELERA.
- ACELERADOR > 2,5% RETARDA.
Modificadores contenido gases: Son los que
facilitan la correcta distribución del aire ocluido.
Colorantes: Pigmento que se le añade al
cemento para modificar el color y
está formado por óxidos metálicos.
Deben cumplir con: tener un alto poder de
coloración, gran facilidad para mezclarse con el cemento,
que sea insoluble en el agua, que sean estables a la luz y al ambiente,
además de a los ambientes agresivos, que no alteren el
proceso de fraguado del hormigón.
Anticongelantes: Es cuando el hormigón
está a bajas temperaturas y se utilizará hasta una
temperatura de
-14ºC.
Impermeabilizantes: Son repelentes al agua y
actúan cerrando el sistema poroso
del hormigón mediante unas sustancias químicas en
el fraguado del hormigón. Este no es totalmente
efectivo.
- Los aditivos que se
utilicen en el concreto
estarán sujetos a la aprobación previa del
ingeniero. - Debe demostrarse que el aditivo es capaz de mantener
esencialmente la misma composición y comportamiento en
todo proceso que el producto usado, para establecer las
proporciones del concreto. - Los aditivos utilizados en el concreto que contenga
cementos expansivos deberán ser compatibles con el
cemento y no producir efectos nocivos. - El clouro de calcio a los aditivos que contengan cloruro
que no sea de impurezas de los componentes del aditivo, no
deben emplearse en el concreto reesforzado.
Según el Artículo 29º de la EHE, es un
componente del hormigón siempre que se justifique mediante
los ensayos
oportunos, que la sustancia agregada en las proporciones y
condiciones previstas produce el efecto deseado sin perturbar
excesivamente las restantes características del
hormigón ni presentar peligro para la durabilidad del
hormigón ni para la corrosión de las armaduras.
En ningún caso se emplearán aditivos sin
el
conocimiento del peticionario y sin la autorización de
la Dirección de Obra (Art. 69.2.8
EHE).
Por
Ernesto Melo
Universidad Autonoma de Santo Domingo