ÍNDICE

ADITIVOS EN EL PERÚ

2013 II

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………………2 OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………………...3 MARCO TEORICO…………………………………………………………………………………………….4 TEORICO…………………………………………………………………………………………….4 ADITIVOS: ADITIVOS: ……………………………………………………………………………………………………... 5      

Antecedentes Definición, Características Clasificación fabricas de aditivos en el Perú recomendaciones

RECOMENDACIONES……………………………………………………………………………………………. 40 CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………………………. 41 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………………………… 42 ANEXOS……………………………………………………………………………………………………………… 43

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INTRODUCCION

El presente trabajo tiene la información de las variedades de aditivo que existen en él. Daremos a conocer la definición de los aditivos, las empresas que fabrican, las propiedades de los aditivos, sus características y sus comparaciones en el mercado peruano. Además el éxito al usar los aditivos depende mucho de la forma de uso y de la acertada elección del producto apropiado. En las zonas de la Sierra del Perú es necesario el empleo de aditivos incorporadores de aire y acelerantes de fraguado para conjurar estos efectos. 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 mas impermeable y durable contra la corrosión de las armaduras. En la Selva lejana 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 resina vegetales disponibles, ofrece un campo ideal para el desarrollo de aditivos que pudieran colaborar en resolver dichos problemas. Gran parte del trabajo de investigación en aditivos tiene que ver con los aspectos químicos del cemento y sus reacciones con estos productos, y la aplicación final en el concreto involucra muchos fenómenos físicos, siendo la fase práctica de injerencia de los ingenieros civiles, luego, lo obvio es que no se puede pensar en desarrollo en investigación en este campo si no hay trabajo interdisciplinario.

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INTRODUCCION

El presente trabajo tiene la información de las variedades de aditivo que existen en él. Daremos a conocer la definición de los aditivos, las empresas que fabrican, las propiedades de los aditivos, sus características y sus comparaciones en el mercado peruano. Además el éxito al usar los aditivos depende mucho de la forma de uso y de la acertada elección del producto apropiado. En las zonas de la Sierra del Perú es necesario el empleo de aditivos incorporadores de aire y acelerantes de fraguado para conjurar estos efectos. 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 mas impermeable y durable contra la corrosión de las armaduras. En la Selva lejana 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 resina vegetales disponibles, ofrece un campo ideal para el desarrollo de aditivos que pudieran colaborar en resolver dichos problemas. Gran parte del trabajo de investigación en aditivos tiene que ver con los aspectos químicos del cemento y sus reacciones con estos productos, y la aplicación final en el concreto involucra muchos fenómenos físicos, siendo la fase práctica de injerencia de los ingenieros civiles, luego, lo obvio es que no se puede pensar en desarrollo en investigación en este campo si no hay trabajo interdisciplinario.

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OBJETIVOS

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Ampliar el conocimiento general acerca de los materiales aditivos para el concreto, sobre sus características y cualidades que ofrecen cada uno de ellos. asimismo sobre las ventajas y desventajas en su utilización. Reconocer que los diferentes tipos de aditivos son empleados específicamente en cada zona y lugares de climas cálidos o frígidos de nuestro territorio, para obtener buenos resultados con su utilización de los aditivos.

 ADITIVOS 

Recientemente y gracias al progreso de la industria química, las materias plásticas han sido incorporadas al concreto, y actualmente podemos encontrar un sinnúmero de productos en el mercado que satisfacen la gran mayoría de las necesidades para los usuarios de concreto.

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El éxito al usar los aditivos depende mucho de la forma de uso y de la acertada elección del producto apropiado.

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Se ha progresado mucho en este campo y es conveniente que se informen ya que la eficacia depende en gran parte de esto.

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MARCO TEORICO

 ANTECEDENTES: Los antecedentes más remotos de los aditivos químicos se encuentran en los concretos romanos, a los cuales se incorporaba sangre y clara de huevo. La historia del uso de aditivos químicos en los hormigones se remonta al siglo pasado, La historia tiempo después que Joseph Aspdin patentó en Inglaterra en  Inglaterra el 21 de octubre de 1824, un producto que llamó «Cemento « Cemento Portland». La fabricación del cemento Portland alrededor de 1850 y el desarrollo del concreto armado, llevó a regular el fraguado con el cloruro de calcio, patentado en 1885. Al inicio del siglo se efectuaron sin éxito comercial estudio sobre diferentes aditivos. La historia del uso de aditivos químicos en los concretos 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 concretos 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 impermeabilidad. En ese entonces, se comenzaron a añadir polvos finos para colorear el concreto. Los fluatos o fluosilicatos se emplearon a partir de 1905 como endurecedores de superficie. La acción retardadora del azúcar también había sido ya observada. El primer antecedente de los aditivos químicos modernos se encuentra en el empleo ocasional del sulfonato naftaleno formaldehido, que fue utilizado en 1930 para actuar como dispersante en concretos con adiciones negro de humo, destinados a carriles de pavimentos que por su coloración pudieran llamar la atención de los conductores

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1.-ADITIVOS 1.1.-DEFINICION: Son materiales orgánicos o inorgánicos que se añaden a la mezcla durante o luego de formada la pasta de cemento y que modifican, algunas características del proceso de hidratación, el endurecimiento e incluso la estructura interna del concreto. 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 pueden 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. Cada vez se va consolidando a nivel internacional el criterio de considerar a los aditivos como un componente normal dentro de la Tecnología del Concreto moderno 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. En nuestro país, no es frecuente el empleo de aditivos por la creencia generalizada de que su alto costo no justifica su utilización en el concreto de manera rutinaria; pero si se hace un estudio detallado del incremento en el costo del m3 de concreto y de la economía en mano de obra, horas de operación y mantenimiento del equipo, reducción de lazos de ejecución de las labores, mayor vida útil de las estructuras etc., se concluye en que el costo extra es sólo aparente en la mayoría de los casos, en contraposición a la gran cantidad de beneficios que se obtienen.

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1.2.-UTILIDAD: Los aditivos se emplean para aportarle propiedades especiales al concreto fresco o endurecido. Los aditivos pueden mejorar las características de durabilidad, trabajabilidad o resistencia de una mezcla dada de concreto. Los aditivos son utilizados para vencer difíciles situaciones de construcción, como son los vaciados (colados) en clima caliente o frío, los requerimientos del bombeo, los requerimientos de resistencias tempranas o las especificaciones de una relación agua/cemento muy baja.

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1.3.-RAZONES DE EMPLEO: Los aditivos utilizados deberán cumplir con los requisitos de las Normas ASTM o NTP correspondientes. Su empleo deberá estar indicado en las especificaciones del proyecto, o ser aprobado por la supervisión. El empleo de aditivos incorporadores de aire se recomienda como obligatorio en concretos que, en cualquier etapa de su vida, pueden estar expuestos a temperaturas ambientes menores de 0°C. En otros casos, el empleo de aditivos sólo es obligatorio cuando puede ser la única alternativa para lograr los resultados deseados. Además del incremento de la durabilidad y resistencia, puede haber otras razones para el empleo de aditivos, tales como incremento en la trabajabilidad, mayor facilidad de bombeo de la mezcla, facilidad de colocación y acabado, desarrollo de resistencias iniciales altas, rehuso de encofrados, etc. Siempre que seles emplee debe considerarse la incidencia del costo de los mismos sobre la unidad cúbica de concreto, así como la economía en los costos de producción.

Entre algunas de las razones de empleo de aditivos para modificar las propiedades del concreto no endurecido, se puede mencionar: - Reducir el contenido de agua de la mezcla. - Incrementar la trabajabilidad sin modificar el contenido de agua; o disminución del contenido de agua sin modificación de la trabajabilidad. - Retardar o acelerar el tiempo de fraguado inicial. - Reducir o provenir la segregación o crear ligera expansión. - Modificar la magnitud y/o velocidad o capacidad de exudación. - Reducir, incrementar o controlar el asentamiento. - Reducir o prevenir la segregación o desarrollo de una ligera expansión. - Mejorar la capacidad de colocación y/o bombeo de las mezclas.

Entre las principales razones del empleo de los aditivos para modificar las propiedades de los concretos, morteros o lechada endurecidos se puede mencionar: - Se reduzca o retarde la evolución del desarrollo del calor de hidratación durante el endurecimiento inicial. - Se acelere la magnitud del desarrollo de resistencia a tempranas edades. - Se incremente la resistencia en compresión, flexión y corte. - Se incremente la durabilidad o resistencia frente a condiciones severas de exposición. - Se disminuya la permeabilidad del concreto. - Se logre un control de la expansión causada por la reacción álcali-agregado. 7

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- Se incremente la adherencia acero-concreto; así como la adherencia concreto antiguo-concreto fresco. - Se mejore la resistencia del concreto al impacto y a la abrasión. - Se inhiba la corrosión del metal embebido. - Se produzca morteros o concretos coloreados. - Se producen concretos celulares.

1.4.-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. Modificar una o algunas de las propiedades del concreto. Facilitar el proceso de colocación del concreto. Obtener economía en los costos de producción del concreto. Ahorrar energía.

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Son útiles para: 

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Hormigones secos. Hormigones bombeados. Hormigones vistos. Hormigones fuertemente armados.

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No se deben utilizar en: 

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Hormigones blandos. Hormigones fluidos.

1.5.-MUESTREO Las muestras para ensayos de aceptación e inspección de un aditivo deberán obtenerse mediante los procedimientos prescritos para los respectivos tipos de material en las especificaciones aplicables. Tales muestras deberán ser obtenidas al azar en la planta de producción, de paquetes o recipientes que no hayan sido abiertos, o de embarques de material fresco.

1.6.-ENSAYOS Los aditivos son ensayados por una o más de las cuatro razones siguientes: a. Para determinar su cumplimiento de las especificaciones. b. Para evaluar el efecto de un aditivo sobre las propiedades de un concreto a ser preparado con los materiales de obra y procedimientos deconstrucción bajo las condiciones de ambiente anticipadas. c. Para determinar la uniformidad del producto. d. Para confirmar que un lote tiene las mismas características que los anteriores. Deberá requerirse del fabricante y/o vendedor, la certificación que garantice que los lotes individuales cumplen con los requerimientos de los estándares o especificaciones aplicables y que el procedimiento de control de calidad cumple con la uniformidad y otras precauciones indicadas en la Norma ASTM correspondiente y en base a las cuales el productor ha preparado las especificaciones. 9

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COSTOS

La evaluación económica de un aditivo deberá basarse sobre los resultados deseados y/u obtenidos con el concreto en cuestión bajo condiciones que simulen. Aquellas que se espera en obra, desde que los resultados obtenidos están influenciados en una magnitud importante por las características del cemento y agregado y sus proporciones relativas, así como por la temperatura, humedad y las condiciones de curado. En la evaluación de un aditivo, su efecto sobre el volumen de una tanda determinada deberá ser tomado en cuenta. Si se analizan los cambios en el rendimiento, como a menudo es el caso, los cambios en las propiedades del concreto deberán ser debidos no solamente a los efectos directos del aditivo, sino también a cambios en el rendimiento de los ingredientes originales. Si el empleo de un aditivo incrementa el volumen de la tanda, el aditivo deberá ser considerado como efectivo en su desplazamiento ya sea como parte de la mezcla original o de uno u otro de los ingredientes básicos. Tañes cambios en la composición de un volumen unitario de concreto deberán ser tomados en cuenta cuando se ensaya el efecto directo de un aditivo en la estimación de los beneficios resultantes de su uso, y en la modificación del costo de la unidad cúbica de concreto.

2.-DISEÑO DE MEZCLAS Debe de llevarse a cabo un programa de pruebas de laboratorio para optimizar las dosificaciones de los aditivos con los cementos/cementos combinados y agregados que serán usados en el sitio. Este programa debe estar basado en un buen diseño de la mezcla de concreto y métodos de laboratorio correctos. También, es esencial verificar las mezclas propuestas bajo condiciones del sitio. La mezcla de control (es decir, una sin aditivos), debe prepararse antes que cual-quier otra para prevenir la contaminación con el aditivo bajo prueba. Los cambios en los materiales y las condiciones ambientales (por ejemplo, la temperatura) también pueden cambiar la eficacia de los aditivos; son esenciales los ensayes si se anticipan tales cambios. Si se desea más de un efecto, entonces pueden requerirse más de un aditivo. La compatibilidad de los aditivos, en particular si provienen de diferentes proveedores, necesita ser probada usando los materiales del sitio.

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3.0.-PRECAUCIONES EN EL EMPLEO DE ADITIVOS El empleo de aditivos está sujeto a lo indicado en las especificaciones del proyecto o a la aprobación previa de la supervisión. Su empleo no autoriza a disminuir el contenido el contenido de material cementante de la mezcla. Los aditivos empleados deberán cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.086 o de las Normas ASTM ya indicadas. Los aditivos empleados en obra deben ser del mismo tipo, marca, composición, concentración y comportamiento que los utilizados para la selección de las proporciones de la mezcla. Los aditivos empleados deberán cumplir con los requisitos de las especificaciones de obra y de la Norma correspondiente, debiéndose cumplir las recomendaciones del fabricante. Los aditivos deberán emplearse únicamente después de evaluar sus efectos, bajo condiciones similares a las de obra, en mezclas preparadas con los materiales a ser utilizados. Esta evaluación es especialmente importante si se especifica tipos especiales de cemento, se emplea más de un aditivo, o los procesos de puesta en obra son efectuados en zonas de altas o bajas temperaturas ambiente. El tipo y marca de aditivo elegido se mantendrá durante todo el proyecto. Corresponde al contratista demostrar a la supervisión que los aditivos seleccionados permiten obtener las propiedades requeridas, siendo ellos capaces de mantener la calidad, composición y comportamiento del concreto en toda la obra. Los aditivos empleados en forma de solución no estable o suspensión deberán ser incorporados a la mezcla empleando equipo dispersante a fin de garantizar una adecuada distribución. La supervisión aprobará el procedimiento de incorporación seleccionado. Siempre que se empleen aditivos, el Proyectista y el Contratista deberán recordar que:

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a. En determinados casos puede ser más conveniente variar el tipo o marca de cemento, la cantidad del mismo, la granulometría del agregado, o las proporciones de la mezcla. b. Algunos aditivos tienen efecto sobre más de una propiedad del concreto, pudiendo actuar adversamente sobre una deseada. c. El efecto de un aditivo puede ser modificado por los contenidos de cemento y agua de la mezcla; el tipo y la granulometría del agregado; y la forma y tiempo de mezclado. Los aditivos que modifican las propiedades del concreto fresco pueden originar problemas si producen rigidización demasiado rápido o prolongación excesiva del tiempo de fraguado. Siempre debe verificarse estos aspectos mediante ensayos previos. En el empleo de aditivos siempre debe considerarse el límite máximo de ion cloruro permitido por unidad cúbica de concreto, expresado como porcentaje de ion cloruro en peso del cemento, el cual no excederá los valores indicados en la Norma Técnica E 0.60, o en la Recomendación ACI 318. Los cloruros de calcio o sodio, o los aditivos que contengan cloruros que no sean impurezas de los componentes del aditivo, no deberán emplearse en: a. Concreto preesforzado o postensado. b. Concreto con elementos embebidos de aluminio o fierro galvanizado. c. Concretos colocados en encofrados de metal galvanizado. d. Concretos masivos; y e. Concretos colocados n zonas de climas cálidos. La evaluación del costo de concreto debido al empleo de un aditivo dado, debe basarse en los resultados obtenidos en mezclas de características determinadas preparadas bajo condiciones similares a aquellas que se espera en obra. Ello es especialmente importante cuando las propiedades del concreto y los resultados obtenidos están directamente influenciados por las características del cemento y agregados, sus proporciones d mezcla, así como por la temperatura y humedad ambiente, así como por el tipo y condiciones de curado.

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3.1.-SELECCIÓN DEL PORCENTAJE DE ADITIVO En la selección de la cantidad de aditivo que debe ser empleada por unidad cúbica de concreto, se deberá tener en consideración: a. Las recomendaciones del fabricante. b. Las propiedades que se desea obtener. c. Las características de los materiales de la mezcla. d. El procedimiento de puesta en obra del concreto así como las condiciones ambientales. e. Los resultados de los ensayos en laboratorio y obra.

3.2.-PREPARACIÓN El uso exitoso de los aditivos depende del empleo de métodos adecuados en la preparación y dosificación de los mismos. Negligencia en estos aspectos puede significar modificaciones importantes en las propiedades, rendimiento y uniformidad del concreto. Algunos aditivos, tales como los pigmentos, agentes expansivos, ayudas para el bombeo, y otros semejantes, son empleados en dosajes extremadamente pequeños y, en la mayoría de los casos, son dosificados manualmente empleando recipientes graduados. Otros aditivos añadidos manualmente a menudo son empaquetados en cantidades suficientes para un dosaje apropiado por unidad de volumen del concreto. La mayoría de los aditivos generalmente se venden en forma líquida, listos para su empleo. Estos aditivos se incorporan a la mezcla de concreto en la planta o en el tanque especial colocado en el camión mezclador a fin de ser incorporados en la mezcla cuando se encuentran en obra. Aunque la medida y adición del aditivo al concreto es efectuada en la mayoría de los casos por medio de mecanismos sofisticados o sistemas dispersantes electromecánicos, parte del sistema deberá ser un tanque de tal manera que el operador de la planta pueda verificar que la cantidad adecuada de aditivo ha sido colocada en la mezcladora o en el tanque montado en el camión.

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4.0.-ALMACENAMIENTO Y MANEJO 

La mayoría de los aditivos son soluciones acuosas de químicos activos biodegradables. Estos dos factores definen las reglas generales para el almacenamiento.

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Los aditivos deben protegerse contra la congelación, pues la mayoría tienen puntos de congelación a, o por debajo de 0°C. Cuando un aditivo se congela, los químicos se cristalizan fuera de la solución y no regresan con rapidez a la solución al descongelarse.

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También, es necesario proteger los aditivos contra el calor, pues su degradación se acelera a temperaturas elevadas.

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Los aditivos deben almacenarse fuera de los rayos directos del sol y lejos de otras fuentes de calor. Muchas compañías de aditivos proporcionan empaques de colores ligeros y reflectantes para que los aditivos puedan reducir la absorción de calor. Por lo general, los aditivos contienen preservativos para reducir la biodegradación y extender la vida de anaquel. A pesar de esto, la actividad y efectividad de un aditivo gradualmente disminuirán con el tiempo. Por tanto, deben usarse en base al principio de que “el que llega primero sale primero”.

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Los aditivos normalmente son almacenados en el sitio en tambores de 200 lts. o en tanques de almacenamiento en grandes cantidades. Con frecuencia los proveedores de aditivos proporcionan, dan servicio y mantenimiento a los tanques de almacenamiento para líquidos en volumen. Los tambores deben ser manejados con cuidado.

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5.0.- DOSIFICACIÓN Y COMERCIALIZACIÓN: 

La dosis correcta de aditivo es crucial para el rendimiento satisfactorio de una mezcla y es esencial el uso apropiado de un equipo bien calibrado y en buen estado para despachar los aditivos.

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Los proveedores de aditivos normalmente proporcionan, instalan y dan servicio a dispensadores, ya sean manuales o automáticos.

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Los aditivos deben ser agregados a un concreto durante el mezclado junto con la última porción del agua de mezclado con el fin de asegurar la dispersión uniforme del aditivo en todo el concreto, a menos que sea necesaria la adición retardada para un propósito específico. El aditivo no debe ser agregado de modo directo al cemento seco o a los agregados. 

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Para la mayoría de los aditivos no es necesario cambiar el procedimiento de mezclado del concreto. Cualesquiera requisitos especiales serán dados en la literatura del producto del fabricante de aditivos.

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REQUISITOS DE COMERCIALIZACIÓN

El proveedor deberá entregar el aditivo envasado en recipientes que aseguren su conservación, conteniendo la siguiente información:   

La marca registrada, nombre y apellido o razón social del fabricante y del responsable de la comercialización. El tipo de aditivo, según la clasificación establecida en normas. El contenido neto, en masa o volumen, en unidades del SI, refiriendo los volúmenes, para aditivos líquidos, a la temperatura de 20 C. La densidad en gr/cm3 a 20 C. Dosificación máxima o mínima a emplear, de acuerdo a la propiedad que se desee modificar. La fecha de fabricación y la fecha de vencimiento. ◦

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USO

La mayoría de los aditivos se comercializan en forma de soluciones acuosas, a veces se venden en forma de polvos solubles en agua y eventualmente en pasta. Los aditivos líquidos se prefieren por la ventaja de encontrarse ya diluidos y facilitar la dosificación. Los aditivos en polvo son susceptibles a la humedad y es necesario cuidar su conservación.

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SEGURIDAD Aunque la mayoría de los aditivos no son peligrosos para la salud, ciertos aditivos son cáusticos por naturaleza y algunos pueden ser flamables. Los siguientes procedimientos de seguridad se aplican a todos los aditivos. Evite el contacto con los ojos, la boca y la piel, pues todos los químicos deben considerarse como tóxicos y corrosivos. La contaminación debe ser lavada de inmediato con mucha agua limpia y removerse toda la ropa contaminada, lavándola. Busque el consejo médico en casos de seria contaminación en los ojos, ingestión o inhalación excesiva de los humos. El derrame de los aditivos causará que áreas del piso se vuelvan resbalosas e inseguras. Los desparrames deben lavados de inmediato con agua por medio de una manguera para evitar accidentes.

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7.1.- ADITIVOS PARA CONCRETOS LUIDIFICANTES Este tipo de aditivo que se encuentra normalizado, pese que a muchas veces se confunde con los aditivos reductores de agua de alto rango. La norma los diferencia al prescribir que deben producir un incremento de 9 cm en el asentamiento, medido en el cono. Se normalizan dos tipos, uno de ellos con propiedades retardantes. Estos aditivos permiten que el concreto acceda en elementos con alta cuantía de acero de refuerzo y facilitan el vaciado de grandes superficies con economía, Los aditivos en el mercado son compuestos en base a los siguientes materiales:    

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Formaldehído-melarnina sulfórico Formaldehído naftaleno sulfónico Lignosulfonatos modificados Una combinación de uno de los tipos enunciados con aditivos químicos de tipo A (reductor de agua); de tipo B (reductor y retardador) o de tipo E (reductor acelerador.) También se utiliza altas dosificaciones del reductor tipo A y reductor acelerador de tipo E.

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7.2.- ADITIVOS PARA CONCRETOS AUTO COMPACTANTES Estos aditivos constituyen un nuevo tipo de aditivo reductor de alto rango que modifica la plasticidad del concreto dotándolo de acentuada fluidez sin producir segregación. Su empleo es requerido por la industria de la prefabricación para reducir el tiempo de la puesta en molde y curado, además de eliminar en su totalidad los procedimientos de consolidación. Los procedimientos de normalización se encuentran en el comité de ASTM C- 09 del ASTM.

7.3.- ADITIVOS PARA MEJORAR LA BOMBEABILIDAD Desde hace muchos años se obtiene en el mercado productos. Incrementan la productividad del concreto bombeado, mejorando la cohesividad, disminuyendo la exudación y limitando la segregación del agua. Estos aditivos mejoran las mezclas deficientes en finos o de graduación incompleta de los agregados. Reducen los problemas del taponamiento y permiten mantener la presión de suministro continuo. Estos aditivos se encuentran en proceso de normalización en el ASTM, procurando definir métodos de ensayos apropiados.

7.4.- ADITIVOS PARA CONCRETO LANZADO (SHOTCRETE) Los aditivos convencionales normalizados también son empleados para mejorar las condiciones de aplicación del concreto lanzado. El cloruro de calcio como acelerador en cantidades no mayores M 2% y cuando se incorporan fibras metálicas, aditivos libres de cloruros. En las mezclas húmedas se emplean los reductores de agua y cuando es requerido incorporadores de aire, Sin embargo, se pueden encontrar en el mercado aditivos que mejoran el rendimiento y la performance de los concretos lanzados, que actúan sobre las siguientes características:

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1) Regular el fraguado inicial y final, generalmente entre 2 y 13 minutos. Incrementar el espesor de la capa proyectada y reducir el material de desperdicio. 2) Incrementar la ganancia de resistencia y la resistencia final. Entre los componentes químicos se encuentra el aluminato de sodio, el hidroxido de sodio y potacio, la trietalolamina y el fluoruro de sodio: además se utilizan adiciones minerales como la microsilice, las puzolanas y excepcionalmente la betonita. Aditivos para reducir la reacción álcalis agregados. Recientemente se ha desarrollado diversos tipos de aditivos que incorporados al concreto permiten reducir la expansión causada por la reacción álcali de los agregado. Los aditivos químicos fueron aplicados inicialmente en la década de los 60 habiendo adquirido recientemente nueva presencia. Se emplean principalmente sales de litio en porcentajes vecinos al 1 % y sales de bario, entre 2 y 7%, en relación a la masa de cemento. La expansión de esta técnica esta limitada por el costo de los aditivos y la prevención que existe por la modificación de la resistencia. Su empleo es restringido debido a que la información sobre experiencias es poca y su costo resulta elevado, con relación a otras alternativas para minimizar el riesgo. En efecto, es posible usar cementos apropiados, combinar los agregados dañinos con otros sanos. etc. La inclusión de este aditivo en el presente trabajo es con carácter referencial, pues no existe ningún requerimiento en nuestro medio.

8.5.- ADITIVOS E INHIBIDORES DE CORROSION Existen varios tipos de inhibidores de la corrosión del refuerzo de acero, sea por causa de la penetración de cloruros o por la acción de C02 del ambiente. Pese a ser conocido durante décadas el nitrito de calcio recién en 1960 fue identificado y patentado. Se ha comprobado que en porcentajes de 31% de masa de cemento reduce la expansión y no produce efectos adversos en el concreto. Otros tipos de inhibidores, con diferente forma de acción tienen diminuta presencia en el mercado, corno es el caso del lignosulfonato de calcio. Sin embargo, en la tecnología del concreto existen alternativas más desarrolladas como son las barras de acero revestidas, la protección catódica o las barreras protectoras.

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8.6.- ADITIVOS DEL MILENIO Anteriormente el empleo de aditivos era discrecional, se prescribían por razones de economía y constituían una alternativa al diseño de la mezcla de concreto. En la actualidad los aditivos 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 del siglo pasado. Los aditivos químicos no solamente permiten reducir la relación agua/cemento 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 ante diferentes condiciones climáticas.

 ADITIVOS EN EL PERU 1.- SIKA ADITIVOS: 1.1.- CAMPOS DE APLICACIÓN Producción de Concreto Grouting / Anclaje Protección y Reparación de Concreto Reforzamiento Estructural Sellado de Juntas / Adhesivos Elásticos Protección de Acero Impermeabilización Pisos / Revestimientos de Tanques Techos

1.1.1. - PRODUCCIÓN DE CONCRETO  ADITIVOS PARA CONCRETO Los aditivos pueden definirse como sustancias químicas o minerales que se agregan a la mezcla de concreto, mortero o pasta de mortero, con la finalidad de modificar una o varias de sus propiedades. La norma ASTM C-123, las define como material diferente del agua, de los áridos y del cemento, que se emplea como un componente del concreto o el mortero. Las dosis en las que se utilizan los aditivos, están en relación a un pequeño porcentaje del peso de cemento, con las excepciones en las cuales se prefiere dosificar el aditivo en una proporción respecto al agua de amasado. 20

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Los aditivos líquidos se agregan generalmente en el mezclado del concreto junto con el agua de amasado. Los aditivos en polvo se mezclan junto con el cemento o el árido fino. Según la naturaleza del efecto que se producen los aditivos se distingue los siguientes tipos: 1) Acelerantes de fragua 2) Retardantes de fragua 3) Incorporadores de aire 4) Impermeabilizantes 5) Expansores 6) Plastififcantes o reductores de agua 7) Superplastificantes o reductores de agua de alta capacidad 8) Emulsiones adhesivas 9) Aditivos minerales en base a micro sílice.

PRODUCTOS: 1) Plastocrete 161 FL 2) Sika 3 3) Plastiment BV 40 4) Plastiment VZ 95 5) Sika Aer, FroBe 6) Sika 1 7) Plastiment HE 98 8) Intraplast 9) Sikament ECO-2 10) Sikament FF-86 11) Sika Viscocrete 12) SikaTop 77 13) Sika Fume

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EMPRESAS DE ADITIVOS EN EL PERÚ Aditivos para concreto, soluciones para la construcción y la industria - Malecón De La Marina, 536 - Int. 8 - Miraflores – Lima - Telf. . (01)287-2084

Fabricantes de Aditivos para Concreto, suelos y asfaltos 24 años Construyendo el Futuro del País. - Avenida Los Faisanes, 675 - La Campiña - Chorrillos – Lima - Tlf. (01)252-3058 - www.zaditivos.com.pe

Aditivos para la Construcción - La solución efectiva - Lt. S/N Centro Industrial Las Praderas De Lurín - Lurin – Lima - Telf. . (01)618-6060 - www.sika.com.pe

MUROX - Impermeabilizantes, acelerantes, plastificantes, retardantes, incorporador de aire. - Avenida Los Frutales, 471 - Ate Vitarte – Lima - Telf. /Fax. (01)436-9571 - www.esalasingenieros.com.pe

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PRINCIPALES ADITIVOS, EFECTOS Y CAMPO DE APLICACIÓN En la tabla siguiente se señalan los principales aditivos, sus dosis, las propiedades que confieren al hormigón, las aplicaciones recomendadas y las limitaciones en su empleo. En todo caso, siempre deben respetarse las indicaciones de los fabricantes de los aditivos:

 ADITIVO Y DOSIS PROPIEDAD USUAL CONFIERE HORMIGON

QUE  APLICACIONES LIMITACIONES AL RECOMENDADAS

Incorporador de Incorpora  Aire microporos al hormigón produciendo: 0.03% a 0.05% del peso del cemento  – Resistencia al hielodeshielo.  – Mayor docilidad  – Menor permeabilidad  – Eventual exudación Plastificantes o Mejorar la reductores de lubricación entre agua partículas, obteniéndose: docilidad  – Mayor 0.1% a 0.4% del con agua constante. peso del cemento  – Menor cantidad de agua para docilidad constante.  – Mayor facilidad de colocación y compactación.

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 –  Protección

al Menor hielo-deshielo. resistencia  –  Pavimentos. mecánica  –  Protección contra agentes químicos.

 –  Hormigones

bombeados y premezclado.  –  Hormigonado de elementos estrechos o prefabricados. de  –  Hormigones alta resistencia.

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Fluidificantes

Para aumentar docilidad 0.5% a 1.0% del peso del cemento. Para reducir agua a 1.0% A 3.0% del peso del cemento.

Superplastificant  es

Las dosis dependiendo del fabricante fluctúan desde 0.5% a 2% del peso del cemento. Aumentan las resistencias como reductores de agua, y como fluidificantes, aumentan la docilidad.

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Aumentan

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 –  Hormigonado de Su efecto dura

piezas estrechas un plazo breve. fuertemente la y difícilmente accesibles. docilidad,  –  Hormigonado en tiempo caluroso. permitiendo:  –  Hormigones bombeados. de  –  Hormigones alta resistencia.  –  Hormigones para Reducir el agua de  –  prefabricados. amasado para  –  Reparaciones. docilidad constante, con alto incremento de resistencia. En general, actúan  –  Hormigón En sobredosis como reductores de bombeado. puede provocar agua o fluidificantes  –  Hormigón segregación. pretensado. otorgando:  –  Hormigón alta resistencia.  –  Hormigón de  – Consistencia fluida buena sin disminución de terminación. bajo  –  Hormigón resistencias.  – Calidad homogénea, agua. y mínima segregación  –  Morteros lechadas de y exudación. de inyección.  – Disminución retracciones y  –  Hormigón para elementos fisuración.  – Facilidad de esbeltos, con alta de colocación y mayor densidad rendimiento de la armaduras. faena de hormigonado.

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 ADITIVO Y DOSIS PROPIEDAD QUE  APLICACIONES LIMITACIONES USUAL CONFIERE AL RECOMENDADAS HORMIGON  Aceleradores  fraguado

de Aumentan

Hormigón no armado 1:2 a 15 (aditivo:agua) Hormigón Armado

resistencias iniciales.

las  –  Hormigonado en tiempo frío.  –  Hormigón proyectado.  –  Hormigones prefabricados.  –  Reducción plazo desmolde.  –  Reparaciones.

Usualmente contienen productos corrosivos, por lo que en el hormigón armado deben extremarse las precauciones.

Máx. 1:6 (aditivo:agua) medidas en peso

Retardadores de  – Retrasan el inicio fraguado de fraguado manteniendo la docilidad por más tiempo. 0.3% a 1.5.% del  – Reducen el peso del cemento. riesgo de fisuración al permitir la disipación del calor de hidratación por más tiempo. Impermeabilizan Disminuyen la te absorción de humedad:

 –  Hormigón

en tiempo caluroso.  –  Hormigón premezclado.  –  Hormigón en masa. a  –  Transporte gran distancia. juntas  –  Evitar frías.  –  Hormigón bombeado.

El uso debe unirse subterráneos. a una buena  –  Losas de dosificación, cubiertas. compactación y de  –  Estanques curado. 0.5% a 4% del hormigón. peso del cemento  – Aumentan la  –  Estucos impermeabilidad exteriores. .  –  Pisos impermeables. 27

 –  Hormigones

Sobredosificación puede originar una demora excesiva.

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Expansores reductores agua

Producen una de ligera expansión de la masa de hormigón, contrarrestando 2 a 3 gr. por saco las retracciones de de cemento. éste.

 –  Relleno

de o

cavidades grietas. de  –  Anclaje pernos y estructuras.  –  Grouting.  –  Relleno de vainas en hormigón comprimido.

5. ADITIVOS PARA CONCRETO Son materiales orgánicos o inorgánicos que se añaden a la mezcla durante o luego de formada la pasta de cemento y que modifican en horma dirigida algunas características del proceso de hidratación, el endurecimiento e incluso la estructura interna del concreto.

5.1.- CLASIFICACIÓN DE LOS ADITIVOS PARA CONCRETO Para el desarrollo de los diferentes tipos de aditivos, los clasificaremos desde el punto de vista de las propiedades del concreto que modifican, ya que ese es el aspecto básico al cual se apunta en obra cuando se desea buscar una alternativa de solución que no puede lograrse con el concreto normal 5.1.1.- ADITIVOS ACELERANTES Sustancia que reducen el tiempo normal de endurecimiento de la pasta de cemento y/o aceleran el tiempo normal de desarrollo de la resistencia. Proveen una serie de ventajas como son: a) Desencofrado en menor tiempo del usual b) Reducción del tiempo de espera necesario para dar acabado superficial c) Reducción del tiempo de curado d) Adelanto en la puesta en servicio de las estructuras e) Posibilidad de combatir rápidamente las fugas de agua en estructuras hidráulicas f) Reducción de presiones sobre los encofrados posibilitando mayores alturas de vaciado . g) Contrarrestar el efecto de las bajas temperaturas en clima frío desarrollado con mayor velocidad el calor de hidratación, incrementando la temperatura del concreto y consecuentemente la resistencia. 28

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En general lo acelerantes reducen los tiempos de fraguado inicial y final del concreto medios con métodos estándar como las agujas proctor definidas en ASTM – C –  403 (Ref. 6.2) que permiten cuantificar el endurecimiento en función de la resistencia a la penetración. Se emplean agujas metálicas de diferentes diámetros con un dispositivo de aplicación de carga que permite medir la presión aplicada sobre mortero obtenido de tamizar el concreto por la malla N° 4. Se considera convencionalmente que se ha producido el fraguado inicial cuando se necesita aplicar una presión de 500 lb/pulg2 para introducir la aguja una pulgada, y el fraguado final cuando se necesita aplicar una presión de 4,000lb/pul2 para producir la misma penetración. Este método se emplea con los acelerantes denominados convencionales cuya rapidez de acción permite mezclar y producir el concreto de manera normal, pero en los no convencionales que se emplean para casos especiales como el del concreto lanzado (shotcrete) se utilizan otros métodos como el de las agujas Gillmore (Ref. 6.3) dado que el endurecimiento es mucho más rápido. Una particularidad que se debe tener muy presente en los acelerante es que si bien provocan un incremento en la resistencia inicial en comparación con un concreto normal, por lo general producen resistencias menores a 28 días. Mientras más acelerante se emplea para lograr una mayor resistencia inicial, se sacrifica acentuadamente la resistencia a largo plazo. Tienden a reducir la trabajabilidad si se emplean solo, pero usados conjuntamente con incorporadores de aire, la mejoran, ya que contribuyen a incrementar el contenido de aire incorporado y su acción lubricante. Disminuyen la exudación pero contribuyen a que aumente la contracción por secado y consecuentemente la fisuración si no se cura el concreto apropiadamente. Tienen una gran cantidad de álcalis por lo que aumenta el riesgo de reactividad alcalina con cierto tipo de agregados. Los concretos con acelerantes provocan una menor resistencia a los sulfatos y son mas sensibles a los cambios volumétricos por temperatura. Los convencionales usualmente tienen en su composición cloruros, carbonatos, silicatos, fluorsilicatos e hidróxidos, así como algunos compuestos orgánicos como trietanolamina, siendo la proporción normal de uso del orden del 1% al 2% del peso del cemento. Los no convencionales se componen de carbonato de sodio, aluminato de sodio, hidróxido de calcio o silicatos y su proporción de uso es variable. Sea que se suministren líquidos o en polvo, deben emplearse diluidos en el agua de mezcla para asegurar su uniformidad y el efecto controlado (Ref. 6.4). 29

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El acelerante mas usado mundialmente o que es ingrediente de muchos productos comerciales es el cloruro de calcio (C12Ca). Su mecanismo de acción se da reaccionando con el Aluminato Tricálcico y actuando además como catalizador del silicato tricálcico provocando la cristalización más rápida en la forma de cristales fibrosos. Normalmente se suministra en escamas con una pureza. Al diluirse siempre debe depositar en agua para entrar en solución y no al revés pues sino se forma una película dura muy difícil de disolver. El riesgo de usar cloruro de calcio reside en que aumenta la posibilidad de corrosión en el acero de refuerzo por lo que su empleo debe efectuarse en forma muy controlada.

5.1.2.- ADITIVOS INCORPORADORES DE AIRE El congelamiento del agua dentro del concreto con el consiguiente aumento de volumen, y el deshielo con la liberación de esfuerzos que ocasionan contracciones, provocan fisuración inmediata si el concreto todavía no tiene suficiente resistencia en tracción para soportar estas tensiones o agrietamiento paulatino en la medida que la repetición de estos cielos va fatigando el material. A fines de los años cuarenta se inventaron los aditivos incorporadores de aire, que originan una estructura adicional de vacíos dentro del concreto que permiten controlar y minimizar los efectos indicados. El mecanismo por el cual se desarrollan estas precisiones internas y su liberación con los incorporadores de aire se explica en detalle en el Capítulo 12 en la parte relativa a durabilidad ante el hielo y deshielo así como las recomendaciones en cuando a los porcentajes sugeridos en cada caso, por lo que aquí sólo trataremos sobre las características generales de este tipo de aditivos. Existen dos tipos de aditivos incorporadores de aire:

5.1.2.1.- LÍQUIDO, O EN POLVO SOLUBLE EN AGUA Constituidos por sales obtenidas de resinas de madera, detergentes sintéticos sales lignosulfonadas, sales de ácidos de petróleo, sales de materiales proteínicos, ácidos grasosos y resinosos, sales orgánicas de hidrocarburos sulfonados etc. Algunos son de los llamados aniónicos, que al reaccionar con el cemento inducen iones cargados negativamente que se repelen causando la dispersión y separación entre las partículas sólidas y un efecto lubricante muy importante al reducirse la fricción interna. Existe un campo muy grande de materiales con los cuales se pueden obtener incorporadores de aire, sin embargo no todos pueden producir la estructura de vacíos 30

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adecuada para combatir el hielo y deshielo, lo que ha motivado una gran labor de investigación por parte de los fabricantes y científicos para hallas las combinaciones más eficientes contra el fenómeno. Este tipo de incorporadores de aire son sensibles a la compactación por vibrado, al exceso de mezclado, y a la reacción con el cemento en particular que se emplee, por lo que su utilización debe hacerse de manera muy controlada y supervisada para asegura los resultados pues de otro modo estaremos incorporando menos vacíos y de calidad diferente a la requerida. Una de las ventajas de estos incorporadores, es que el aire introducido funciona además como un lubricante entre las partículas de cemento por los vacíos adicionales en su estructura. Las proporciones en que se dosifican normalmente estos aditivos oscilan entre el 0.02% y el 0.10% del peso del cemento consiguiéndose incorporar aire en un porcentaje que varía usualmente entre el 3% y el 6% dependiendo del producto y condiciones particulares.

5.1.2.2.- EN PARTÍCULAS SÓLIDAS Consistentes en materiales inorgánicos insolubles con una porosidad interna muy grande como algunos plásticos, ladrillo molido, arcilla expandida, arcilla pizarrosa, tierra diatomácea etc. Estos materiales se muelen a tamaños muy pequeños y o lo general deben tener una porosidad del orden del 30% por volumen. La ventaja de estos aditivos con respecto a los anteriores estriba en que son más estables ya que son inalterables al vibrado o al mezclado. No obstante, al ser su obtención y uso más complicados desde el punto de vista logístico, de fabricación y de transporte, los grandes fabricantes a nivel mundial han desarrollado más los primeros. Hemos realizado algunos estudios preliminares con sillar de la región de Arequipa, que como se sabe es un material de origen volcánico con porosidad del orden del 25% al 30%, que indican que podrían ser un incorporador de aire barato y eficiente, por lo que debería investigarse con mayor profundidad en este sentido En nuestro medio se emplean usualmente incorporadores de aire líquidos, ya sea importado o de fabricación nacional con insumos importados, estando el campo virgen para 31

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desarrollar incorporadores de aire con materiales locales de adquisición corriente, que puedan abaratar su uso, de modo de poder difundir su empleo normal en regiones donde por las condiciones climáticas son imprescindibles. Un aspecto que hay que tener muy presente al usar estos aditivos es el que ningún fabricante puede garantizar a priori el contenido del aire que inducen, pues depende como hemos dicho de muchos factores, por lo que se requiere un chequeo permanente con equipos para medición de aire incorporado y compatibilizar estas mediciones con las operaciones de mezclado y transporte, para asegurar que no hay pérdida de aire incorporado durante el proceso constructivo.

5.1.3.- ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA – PLASTIFICANTES Son compuestos orgánicos e inorgánicos que permiten emplear menor agua de la que se usaría en condiciones normales en el concreto, produciendo mejores características de trabajabilidad y también de resistencia al reducirse la Relación Agua/Cemento. Trabajan en base al llamado efecto de superficie, en que crean una interfase entre el cemento y el agua en la pasta, reduciendo las fuerzas de atracción entre las partículas, con lo que se mejora el proceso de hidratación. Muchos de ellos también desarrollan el efecto aniónico que mencionamos al hablar de los incorporadores de aire. Usualmente reducen el contenido de agua por lo menos en un 5% a 10%. Tienen una serie de ventajas como son: a) Economía, ya que se puede reducir la cantidad de cemento. b) Facilidad en los procesos constructivos, pues la mayor trabajabilidad de las mezclas permite menor dificultad en colocarlas y compactarlas, con ahorro de tiempo y mano de obra. c) Trabajo con asentamientos mayores sin modificar la relación Agua/cemento. d) Mejora significativa de la impermeabilidad e) Posibilidad de bombear mezclas a mayores distancias sin problemas de atoros, ya que actúan como lubricantes, reduciendo la segregación. En general, la disminución del asentamiento en el tiempo es algo más rápida que en el concreto normal, dependiendo principalmente de la temperatura de la mezcla.

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Las sustancias más empleadas para fabricarlos son los lignosulfonatos y sus sales, modificaciones y derivados de ácidos lignosulfonados, ácidos hidroxilados carboxílicos y sus sales, carbohidratos y polioles etc. La dosificación normal oscila entre el 0.2% al 0.5% del peso del cemento, y se usan diluidos en el agua de mezcla.

5.1.4.- ADITIVOS SUPERPLASTIFICANTES Son reductores de agua-plastificantes especiales en que el efecto aniónico se ha multiplicado notablemente. A nivel mundial han significado un avance notable en la Tecnología del Concreto pues han permitido el desarrollo de concretos de muy alta resistencia. En la actualidad existen los llamados de tercera generación, que cada vez introducen mejoras adicionales en la modificación de las mezclas de concreto con reducciones de agua que no se pensaba fueran posible de lograrse unos años atrás. Se aplican diluidos en el agua de mezcla dentro del proceso de dosificación y producción del concreto, pero también se pueden añadir a una mezcla normal en el sitio de obra un momento antes del vaciado, produciendo resultados impresionantes en cuanto a la modificación de la trabajabilidad. Por ejemplo, para una mezcla convencional con un slump del orden de 2” a 3”, el añadirle superplastificante puede producir asentamientos del orden de 6” a 8” sin alterar la relación Agua/Cemento. En efecto es temporal, durando un mínimo del orden de 30 min a 45 min dependiendo del producto en particular y la dosificación, pero se puede seguir añadiendo aditivo si es necesario para volver a conferirle plasticidad al concreto.

La dosificación usual es el 0.2% al 2% del peso del cemento, debiendo tenerse cuidado con las sobre dosificaciones pues pueden producir segregación si las mezclas tienen tendencia hacia los gruesos o retardos en el tiempo de fraguado, que obligan a prolongar e intensificar el curado, algunas veces durante varios días, aunque después se desarrolla el comportamiento normal.

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Las mezclas en las que se desee emplear superplastificantes deben tener un contenido de finos ligeramente superior al convencional ya que de otra manera se puede producir segregación si se exagera el vibrado. Producen generalmente incremento de burbujas superficiales en el concreto por lo que ha que optimizar en obra tanto los tiempos de vibrado como la secuencia de esta operaciones, para reducir las burbujas al mínimo. Si se desea emplear al máximo sus características de reductores de agua, permiten descensos hasta del 20% a 30% trabajando con slumps del orden de 2” a 3”, lo que ha permitido el desarrollo de concretos de muy alta resistencia (750 kg/cm2) con relaciones Agua/Cemento tan bajas como 0.25 a 0.30, obviamente bajo optimizaciones de la calidad de los agregados y del cemento. Su empleo sólo como plastificantes permite como hemos dicho, el suministrar características autonivelantes a concretos convencionales, lo que los hace ideales para vaciados con mucha congestión de armadura donde el vibrado es limitado. En nuestro medio se han utilizado relativamente poco los superplastificantes, siendo uno de los casos más saltantes en el concreto pesado del Block del Reactor en Huarangal –  Lima, donde la alta concentración de armadura y elementos metálicos embutidos, motivó que los empleáramos, con excelentes resultados debido a sus características de mejoradores de la trabajabilidad. En el Proyecto Majes Secciones D y E, hemos empleado superplastificants como reductores de agua, para obtener Relaciones Agua/Cemento bajas con trabajabilidades altas (Agua/Cemento 0.50, slump 3” a 4”), al existir estos condicionantes por razones de impermeabilidad y durabilidad de las estructuras hidráulicas. Ante el riesgo potencial de agresividad por cloruros y sulfatos de los suelos circundantes. Los resultados obtenidos han sido muy satisfactorios. Como complemento, debemos mencionar que son auxiliares muy buenos para las invecciones o rellenos (grouting), por su efecto plastificante. En el Perú se han usado los de procedencia norteamericana y europea, pero es interesante anotar que el Japón tiene el liderazgo actual en cuanto al desarrollo de estos productos, con versiones sumamente especiales.

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5.1.5.- ADITIVOS IMPERMEABILIZANTES Esta es una categoría de aditivos que sólo está individualizada nominalmente pues en la práctica, los productos que se usan son normalmente reductores de agua, que propician disminuir la permeabilidad al bajar la Relación Agua/Cemento y disminuir los vacíos capilares. Su uso está orientado hacia obras hidráulicas donde se requiere optimizar la estanqueidad de las estructuras. No existe el aditivo que pueda garantizar impermeabilidad si no damos las condiciones adecuadas al concreto para que no exista fisuración, ya que de nada sirve que apliquemos un reductor de agua muy sofisticado, si por otro lado no se consideran en el diseño estructural la ubicación adecuada de juntas de contracción y expansión, o no se optimiza el proceso constructivo y el curado para prevenir agrietamiento. Hemos tenido ocasión de apreciar proyectos hidráulicos donde en las especificaciones técnicas se indica el uso exclusivo de aditivos impermeabilizantes, lo cual no es correcto y lleva a confusión pues esta connotación que es subjetiva, la han introducido principalmente los fabricantes, pero en la práctica no son en general otra cosa que reductores de agua. Existe un tipo de impermeabilizantes que no actúan reduciendo agua sino que trabajan sobre el principio de repeler el agua y sellar internamente l estructura de vacíos del concreto, pero su uso no es muy difundido pues no hay seguridad de que realmente confieran impermeabilidad y definitivamente reducen resistencia. Las sustancias empeladas en este tipo de productos son jabones, butilestearato, ciertos aceites minerales y emulsiones asfálticas. Otros elementos que proporcionan características de incremento de impermeabilidad son las cenizas volátiles, las puzolanas y la microsílice, que en conjunción con el cemento generan una estructura mucho menos permeable que la normal, pero su uso es más restringido.

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5.1.6.- ADITIVOS RETARDADORES Tienen como objetivo incrementar el tiempo de endurecimiento normal del concreto, con miras a disponer de un período de plasticidad mayor que facilite el proceso constructivo. Su uso principal se amerita en los siguientes casos: b) Vaciado complicado y/o voluminoso, donde la secuencia de colocación del concreto provocaría juntas frías si se emplean mezclas con fraguados normales. b) Vaciados en clima cálido, en que se incrementa la velocidad de endurecimiento de las mezclas convencionales. c) Bombeo de concreto a largas distancias para prevenir atoros. d) Transporte de concreto en Mixers a largas distancias. e) Mantener el concreto plástico en situaciones de emergencia que obligan a interrumpir temporalmente los vaciados, como cuando se malogra algún equipo o se retrasa el suministro del concreto. La manera como trabajan es actuando sobre el Aluminato Tricálcico retrasando la reacción, produciéndose también un efecto de superficie, reduciendo fuerzas de atracción entre partículas. En la medida que pasa el tiempo desaparece el efecto y se desarrolla a continuación el de hidratación, acelerándose generalmente el fraguado. Hay que tener cuidado con las sobredosificaciones pues pueden traer complicaciones en el desarrollo de la resistencia, obligando a adoptar sistemas de curado adicionales. Usualmente tienen características plastificantes. Los productos básicos empleados en su fabricación son modificaciones y combinaciones de los usados en los plastificantes y adicionalmente, algunos compuestos de éter celulosa. Se dosifican generalmente en la proporción del 0.2% al 0.5% del peso del cemento.

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5.1.7.- CURADORES QUÍMICOS Pese a que no encajan dentro de la definición clásica de aditivos, pues no reaccionan con el cemento, constituyen productos que se añaden en la superficie del concreto vaciado para evitar la pérdida del agua y asegurar que exista la humedad necesaria para el proceso de hidratación. El principio de acción consiste en crear una membrana impermeable sobre el concreto que contrarreste la pérdida de agua por evaporación. Hemos creído conveniente incluirlos en este capítulo pues es importante el conocer sus características, ya que se usan bastante en nuestro medio, donde algunos fabricantes locales producen versiones excelentes. Existen básicamente dos tipos de curadores químicos (Ref. 6.8): a) Emulsiones de cera, que al liberar el solvente acuoso dejan una película protectora sobre la superficie. Normalmente son pigmentadas con color blanco para reflejar los rayos solares y reducir la concentración local de temperatura. En otras ocasiones el pigmento es de otro color sólo para poder controlar el progreso de la aplicación. Al cabo de un cierto número de días el pigmento normalmente desaparece. Este tipo de curadores tiene la particularidad que en climas muy cálidos la película de cera permanece en estado semisólido, debido a las temperaturas superficiales del concreto y la acción solar, dependiendo su eficacia de la calidad del producto en particular, ya que en algunos esto origina que sean permeables permitiendo la fuga de agua, y en otros constituye una ventaja pues se vuelve menos viscosa la cera y penetra en los poros capilares de la superficie sellándola. Otra particularidad es que normalmente son difíciles de limpiar, por ejemplo en la zona de las juntas de contracción o expansión, donde se necesita tener una superficie limpia para la colocación de sellos elásticos, siendo necesario algunas veces recurrir al arenado para eliminar la capa de curador.

b) Soluciones de resinas sintéticas en solventes volátiles, que crean el mismo efecto de una capa de laca o pintura sobre el concreto, sellándolo. A diferencia de los anteriores, a mayor temperatura, el solvente se volatiliza más rápido y la película protectora se vuelve más rígida, dependiendo su eficacia del contenido de sólidos en la solución. 37

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Se fabrican también con o sin pigmento y normalmente se pueden limpiar con escobilla metálica o con gasolina. En cualquiera de los casos, es necesario hacer pruebas de la eficiencia del curador de acuerdo a como lo recomienda el ACI 318 (Ref. 6.9) obteniéndose probetas cilíndricas de concreto, aplicándoles el curador de igual manera como se hace con las estructuras y dejándolas de obra para que estén sometidas a las mismas condiciones ambientales. Paralelamente se curan bajo condiciones controladas en laboratorio, otra serie de cilindros del mismo concreto, ensavándose ambas series a los 28 días. Se considera que el sistema de curado es efectivo si la resistencia de las curadas en obra es mayor o igual al 85% del f´c de las curadas en condiciones controladas, no siendo necesario el cumplimiento de esta condición si la resistencia de las curadas en obra supera en 35 kg/cm2 al f´c especificado. La colocación de estos productos con pulverizador, brocha o rodillo de acuerdo al caso particular, debe realizarse lo antes posible luego del desencofrado, mojando previamente el concreto para reponer pérdidas de agua, que hayan ocurrido antes de la operación de curado. Cuando se aplica sobre superficies frescas expuestas, debe ejecutarse apenas haya desaparecido el agua superficial o esté por desaparecer.

5.1.8.- ADITIVOS NATURALES Y DE PROCEDENCIA CORRIENTE Esta es una clasificación que hemos introducido para hacer conocer algunos productos de uso o disponibilidad común, que actúan modificando propiedades del concreto y que ofrecen una fuente potencial de investigación local para desarrollar aditivos baratos.

5.1.8.1.- ACELERANTES El azúcar en dosificaciones mayores del 0.25% del peso del cemento, la urea, el ácido láctico de la leche, el ácido oxálico que se halla en muchos productos comerciales que sirven para quitar manchas y limpiar metales. 5.1.8.2.- INCORPORADORES DE AIRE. Los detergentes, las piedras porosas de origen volcánico finamente molidas, las algas.

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5.1.8.3.- PLASTIFICANTES RETARDADORES Los siguientes productos en porcentajes referenciales relativos al peso del cemento: El almidón (0.10%), el bicarbonato de sodio (0.14%), el ácido tartárico (0.25%), la celulosa (0.10%), el azúcar ( 0.25%), resinas de maderas. Para concluir, debemos mencionar que las normas ASTM C-260 y C-494 establecen los requisitos que deben cumplir los aditivos para poder emplearse en concreto, siendo una herramienta útil para verificarlos, pero que no reemplaza a la prueba efectiva con el cemento, la mezcla y las condiciones de obra particulares que enfrentemos, en que debe cuidarse de comprobar su efectividad en forma científica, evaluando con métodos y pruebas estándar las propiedades que se modifican , de manera de poder cuantificarlas y obtener conclusiones valederas.

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RECOMENDACIONES:

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Algunos aditivos no toleran la exposición a temperaturas de congelación mientras se almacenan y se vuelven inútiles; pero otros requieren descongelación y remezcalado y muy pocos son afectados por las temperaturas de congelación Los aditivos cuyo comportamiento se conoce cuando se emplean separadamente, pueden no ser compatibles cuando se utilizan juntos, por esta razón es esencial una prueba de mezcla para cualquier combinación de aditivos. Al ser descargados dentro de la mezcladora los aditivos, no solo se han de medir exactamente, también es importante que sean descargados de manera adecuada durante el ciclo de mezclado y en la dosificación correcta. los cambios en el procedimiento de mezclado pueden afectar el comportamiento de los aditivos. 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. Es importante saber si algún aditivo que se va a usar contiene cloruros, porque generalmente, se especifica un límite sobre el contenido total de iones de cloruro en la mezcla de concreto, de manera así 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. Los aditivos deben ser evaluados para analizar su compatibilidad con los cementos, con las prácticas de construcción, las especificaciones de trabajo y las ventajas económicas antes de ser utilizados.

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CONCLUSIONES En el trabajo realizado llegamos a las siguientes conclusiones:

Conclusiones de aditivos:

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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. Los aditivos se emplean para aportarle propiedades especiales al concreto fresco o endurecido, pueden mejorar las características de durabilidad, trabajabilidad o resistencia de una mezcla dada de concreto. Los aditivos son utilizados para vencer difíciles situaciones de construcción, como son los vaciados (colados) en clima caliente o frío, los requerimientos del bombeo, los requerimientos de resistencias tempranas o las especificaciones de una relación agua/cemento muy baja Los aditivos se clasifican por su función en el concreto según la norma ASTM C 494-92 su clasificación 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.

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BIBLIOGRAFIA  www.capeco.com 

Hormigón – Manuel Fernández Canovas

 www.concytec.gob.pe 

Aditivos – ICH

 www.asocem.org.pe  INTERBANK. Reporte sectorial. Perú, 2008  Laboratorio De Ensayo De Materiales –  FIC –  UNI Tecnología del concreto para

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