docaditivos - Costos Misioneros
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aditivos - Costos Misioneros
Miércoles 19/10/2011 JORNADAS TÉCNICAS CEMENTOS Y TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN 2DAPARTE – ADITIVOS Ing. Fabio Gebert Organiza: ADITIVOS Definiciones Definición de la Norma ASTM C125 Material aparte del agua, agregados y cementos hidráulico que es usado como un ingrediente del hormigón y mortero, y es adicionado en la mezcladora inmediatamente antes o durante el mezclado. Incluye a los materiales que actúan como refuerzo (polímeros, látex y fibras) que generan una modificación en las propiedades del hormigón. Miércoles 19/10/2011 2 ADITIVOS Definiciones Definición de la Norma ASTM C129 Material mezclado en cantidades limitadas con cemento hidráulico durante la manufactura o como parte del proceso con el objeto de ayudar la elaboración y manipuleo del cemento o para modificar las propiedades del producto final. Como parte del proceso Ayuda molienda Fluidificadores No influyen sobre las propiedades del producto final Miércoles 19/10/2011 3 ADITIVOS Usos USOS Mejora las propiedades del hormigón, abarcando el estado fresco y endurecido. ESTADO FRESCO TRABAJABILIDAD TIEMPOS DE FRAGUADO ESTADO ENDURECIDO PROPIEDADES MECÁNICAS Y ELÁSTICAS AUMENTA LA DURABILIDAD CAMBIOS VOLUMÉTRICOS ECONÓMICA MEJORA LOS COSTOS NO RESUELVE PROBLEMAS DE DISEÑO DE MEZCLAS Miércoles 19/10/2011 4 ADITIVOS Tipos de aditivos Tipo de aditivo Efecto deseado Plastificantes Reducir la demanda de agua del 5% al 8% Reductores de agua de rango medio Reducir la demanda de agua entre 6% y 12% sin retardar el fraguado Aumentar la fluidez del hormigón Superfluidificantes e Hiperfluidificantes Reducir la demanda de agua por encima del 15% Disminuir la relación a/c Material Lignosulfonatos Ácido carboxílico hidrolato Carbohidratos Lignosulfonatos Policarboxilatos Formaldehído condensado de melamina sulfonato Formaldehído condensado de naftaleno sulfónico Lignosulfonatos Policarboxilatos Sales de resinas de madera Detergentes sintéticos Sales de lignina sulfonada Sales de ácidos de petróleo Sales de material protaináceo Ácidos grasos y resinosos y sus sales Sulfonatos de alkibencena Sales de hidrocarburos sulfonatados Cloruro de calcio Trietanolamina Tiocianato de sodio Formiato de calcio Nitrito de calcio Nitrato de calcio Lignina Bórax Azúcares Ácido tartárico y sales Incorporadotes de aire Mejorar la durabilidad ante ciclos de congelación y deshielo Mejorar la cohesión de la mezcla en estado fresco Acelerantes Acelerar el tiempo de fraguado Acelerar el desarrollo de resistencia Retardadores Retardar el tiempo de fraguado Controladores de hidratación Suspender y reactiva la hidratación del cemento con un estabilizador y un activador Ácidos carboxílicos Sales de ácidos orgánicos conteniendo fósforo Reductores de contracción Disminuir la contracción del hormigón Impermeabilizantes Disminuir la permeabilidad Inhibidores de corrosión Reducir la corrsión del acero en ambientes de alta concentración de cloruros Inhibidotes de la reacción álcaliagregado Reducir la expansión por reactividad álcali-agregado Mejoradores de bombeo Mejorar la “bombeabilidad” de la mezcla Anti-lavado Aumentar la cohesión del hormigón para su colocación bajo agua Agente espumante Producir mortero u hormigón de baja densidad (liviano) Formador de gas Causar expansión antes del fraguado Éter alcali-polioxialkileno Propilen-glicol Látex Estearato de calcio Nitrito de calcio Nitrito de sodio Benzoato de sodio Fosfatos y fluosilicatos Fluoaluminatos Esteramina Sales de bario Nitrato de litio Carbonato de litio Hidróxido de litio Polímeros orgánicos y sintéticos Floculantes orgánicos Emulsiones orgánicas de parafina, alquitrán, asfalto, acrílicos Bentonita y sílice pirogénica Cal hidratada Celulosa, polímero acrílico Surfactantes catiónicos o aniónicos Proteína hidrolizada Polvo de aluminio Purgador de aire Disminuir el contenido de aire Fosfato tribuitilo, ftalato dibuitilo, alcohol octilo, ésteres insolubles en ácidos cabónico y bórico, silicones Adherencia Aumentar la resistencia de adherencia Funguicida, germicida e insecticida Inhibir o controlar el crecimiento de bacterias y hongos Cloruro polivinilo, acetato polivinílico, acrílicos, copolímeros de butadienoestrireno Fenoles polihalogenados Emulsiones de dieldrin Compuestos de cobre Miércoles 19/10/2011 5 ADITIVOS Variables que modifican el efecto del aditivo Composición del cemento Características físicas del agregado Impurezas del agregado Proporciones de la mezcla Presencia de otros aditivos Tipo y tiempo de mezclado Momento de la colocación Temperatura del hormigón Condiciones de curado Miércoles 19/10/2011 6 ADITIVOS Fuidificantes (WRA) : Función Resistencia Mecánica > A Trabajabilidad = B Resistencia Mecánica > A Trabajabilidad = B +Cemento +WRA -Agua Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad = B +Cemento +Agua +WRA -Agua -Cemento Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad = B OPTIMIZACIÓN ECONÓMICA +WRA Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad > B Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad > B Rango de reducción: usualmente 5 a 10 % Miércoles 19/10/2011 7 ADITIVOS Fuidificantes (WRA) : Efectos Mejora la resistencia a edades tempranas, comparando hormigones con la misma relación a/c. La distribución mas uniforme de partículas de cemento mejora la resistencia a cualquier edad. No afecta la naturaleza de los productos de hidratación. No afecta la resistencia a la Congelación y Deshielo. Aditivos que retardan el fraguado no tiene un efecto mejorador sobre a pérdida de trabajabilidad en el tiempo. Algunos WRA son mas efectivos cuando se utiliza una combinación Cemento – Puzolana. Las dosis pueden variar a medida que cambia la relación a/c o el contenido de cemento. En general se colocan diluidos en el agua de amasado. En ocasiones una espera de 20 seg. después de haber tomado el contacto cemento y agua Miércoles 19/10/2011 8 ADITIVOS Superfluidificantes (HRWR) : Función Resistencia Mecánica > A Trabajabilidad = B +Cemento Resistencia Mecánica > A Trabajabilidad = B +HRWR -Agua HORMIGONES DE ALTA PERFORMANCE Relación a/c < 0,4 Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad = B +Cemento +Agua Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad > B +HRWR Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad > B Rango de reducción: usualmente 15 a 30% HORMIGONES SUPERFLUIDOS Asentam. > 18 cm Miércoles 19/10/2011 9 ADITIVOS Superfluidificantes (HRWR) : Origen ORIGEN: JAPÓN – ALEMANIA ORIENTAL Melamina Sulfonados Formaldehídos Condensados 4 GRUPOS Naftalenos Sulfonados Formaldehídos Condensados Lignosulfonatos Modificados Ésteres de Ácido Sulfónico y Ésteres de Carbohidratos Los mas comunes QUE SON ? Polímeros orgánicos solubles en agua Sintetizados por procesos de polimerización complejos Elevada Masa Molecular Miércoles 19/10/2011 10 ADITIVOS Superfluidificantes (HRWR): Características sobre la mezcla Mejora colocación (gran densidad de armadurasdifícil acceso) Minimiza energía de compactación Facilita bombeo Disminuye exudación Reduce segregación Presión sobre encofrados (casi hidrostática) Miércoles 19/10/2011 11 ADITIVOS Superfluidificantes (HRWR): Características sobre la mezcla Incrementa la trabajabilidad Mejora colocación (gran densidad de armadurasdifícil acceso) Minimiza energía de compactación Facilita bombeo Disminuye exudación Reduce segregación Presión sobre encofrados (casi hidrostática) Miércoles 19/10/2011 12 ADITIVOS Superfluidificantes (HRWR): Características sobre la mezcla DISMINUCIÓN DE RELACIÓN a/c – HORMIGÓN DE ALTA PRESTACIÓN Mejora resistencia a todas las edades Mayor ganancia de resistencia a edades tempranas Mejora la durabilidad en general Estructura mas impermeable Las mejoras se obtienen manteniendo la trabajabilidad Miércoles 19/10/2011 13 ADITIVOS Superfluidificantes (HRWR): Características sobre la mezcla APTO PARA MEZCLAS QUE UTILIZAN ADICIONES QUE AUMENTAN LA DEMANDA DE AGUA Fly-Ash Microsílice (redosis mayores) NO AFECTA Contracción Creep Módulo de Elasticidad Resistencia a Congelación y Deshielo Durabilidad del Hormigón (especialmente al ataque por Sulfatos) Reduce el contenido aire incorporado Miércoles 19/10/2011 14 ADITIVOS SUPERFLUIDIFICANTES (HRWR): COMPATIBILIDAD CAUSAS DE ESTUDIO DE COMPATIBILIDAD Elevadas dosis para lograr bajas relaciones a/c Imposibilidad de efectuar redosis Mantenimiento de la trabajabilidad por 60 a 90 min (ocasionalmente 120 min) con una dosis simple de aditivo, indica compatibilidad. Como probar la compatibilidad Aditivo Cemento? Extendido (ASTM C230) Cono de Marsh Dosis óptima Evitar dosis altas (economía, segregación, retención aditivo) Verificar tiempo de pasaje entre 5 y 60 min después de mezclado Miércoles 19/10/2011 15 ADITIVOS INCORPORADOR DE AIRE • Aumenta la durabilidad del hormigón expuesto a: – – – – Congelación-deshielo Descongelantes Sulfatos Ambientes álcali reactivos • Aumenta la trabajabilidad Resistencia a Congelación y Deshielo PERMEABILIDAD DEL HORMIGÓN VARIABLES QUE AFECTAN GRADO DE SATURACIÓN DE LA PASTA CANTIDAD DE AGUA CONGELABLE VELOCIDAD DE CONGELACIÓN FACTOR DE ESPACIAMIENTO Miércoles 19/10/2011 16 ADITIVOS Sistema de vacios de aire incorporado AIRE NATURALMENTE INCORPORADO AIRE INTENCIONALMENTE INCORPORADO DURANTE MEZCLADO POR ADITIVO 9% DE AIRE INCORPORADO EN MORTERO 4 AL 8 % DE AIRE INCORPORADO EN HORMIGONES f(T.M.N) RESISTENCIA ÓPTIMA A LA CONGELACIÓN Y DESHIELO Miércoles 19/10/2011 17 ADITIVOS Sistema de vacios de aire incorporado ES SUFICIENTE GARANTIZAR EL PORCENTAJE DE AIRE PARA LOGRAR UNA ADECUADA RESISTENCIA A LA CONGELACIÓN Y DESHIELO? % AIRE “A” RESIST. C. y D. “A” = % AIRE “B” < RESIST. C. y D. “B” Mayor cantidad de burbujas Mas pequeñas y mejor distribuidas Mas juntas= Factor de espaciamiento Miércoles 19/10/2011 18 ADITIVOS Sistema de vacios de aire incorporado Factor de espaciamiento (FE): distancia máxima promedio desde cualquier punto de la pasta hasta el límite de la burbuja Cuanto mas pequeño es FE mas durable es el Hormigón FE < 0.2 mm Tamaño Vacíos El Tamaño de la burbuja ≠ uniforme Hormigones con igual % de Aire Incorporado Asegura protección 0,05 mm ≤ Ø ≤ 1.25 mm Se expresa como Superficie Específica. Valor típico 16 a 25 mm2/mm3 Hº. Menor Tamaño de Burbuja Menor FE MAS DURABLE Miércoles 19/10/2011 19 ADITIVOS FACTOR DE ESPACIAMIENTO DE POROS ASTM C457 – Especifica como determinar sobre una superficie pulida de hormigón la cantidad de burbujas y el factor de espaciamiento mediante un microscopio. Miércoles 19/10/2011 20 ADITIVOS FACTORES QUE AFECTAN LA INCORPORACIÓN DE AIRE MATERIALES VARIABLES MEZCLADO – COMPACTACIÓN CARACTERÍSTICA DE LA MEZCLA MATERIALES Características de los Materiales Proporciones relativas entre ellos - Dosificación Cementos mas finos Alto porcentaje de finos en el agregado fino (partículas < 300 µm) Incorporación de Adiciones TAMBIÉN INFLUYE DISMINUYE A.I.I. Distribución de tamaños del A.G. Forma de partículas del A.G. Impurezas en el Agua de Mezclado Uso de otros Aditivos – Compatibilidad Carbón presente en Fly-Ash Contenido de Cemento Relación a/mc Miércoles 19/10/2011 21 ADITIVOS RETARDADORES DE FRAGUADO Función: retardan el tiempo de fraguado. No alteran la composición y características de los productos de hidratación Efecto Secundario: lentifican proceso de endurecimiento del hormigón Menores resistencias a edades tempranas En general mayores resistencias a edades avanzadas USOS Hormigonado a altas temperaturas Mayor tiempo para el transporte, colocación y compactación Evita la formación de juntas frías Fines arquitectónicos Compuestos Acidos lignosulfónicos y sus derivados Ácidos hidroxicarboxílicos y sus derivados Azúcares y derivados de carbohidratos Sales Inorgánicas (solubles de zinc y boradas) Miércoles 19/10/2011 22 ADITIVOS RETARDADORES DE FRAGUADO : MECANISMO DE ACCIÓN Mecanismo de acción Modifica el crecimiento y morfología de los cristales. El aditivo es adsorbido por la superficie de las partículas de cemento, formando una membrana que retrasa el crecimiento de los núcleos de hidróxido de calcio. Actúa sobre hidratación de SC3 (demorándola) Miércoles 19/10/2011 23 ADITIVOS RETARDADORES DE FRAGUADO – iNCONVENIENTES/VARIABLES PERJUDICIALES Inconvenientes Dosis elevadas de retardadores pueden inhibir el fraguado y endurecimiento del hormigón. Variables Perjudiciales Contenido de álcalis del cemento Pueden causar falla del aditivo . Otros efectos Incrementa la pérdida de trabajabilidad Resistencia a compresión a larga edad Aumenta Aumenta levemente la resistencia a flexión Aumenta el riesgo de fisuración plástica Aumenta levemente la contracción por secado Miércoles 19/10/2011 24 ADITIVOS ACELERANTES Función: acelerar el desarrollo de resistencia a temprana edad USOS Hormigonado a bajas temperaturas Industria del premoldeado (rápida reutilización de moldes) Reparaciones Rápida habilitación de estructuras Aumenta resistencia al desgaste y erosión INCONVENIENTES A altas temperaturas aumenta problemas relacionados con la elevada generación de calor y contracción por secado Algunos aditivos pueden acelerar el fraguado PRECAUCIÓN No deben confundirse con los agentes anticongelantes. Los acelerantes bajan el punto de congelamiento en el orden de 2ºC. Deben tomarse precauciones adicionales para su protección Miércoles 19/10/2011 25 ADITIVOS ACELERANTES Cloruro de Calcio: es el mas común y efectivo de los acelerantes Como Actúa Acelera la hidratación de los Silicatos de Calcio (fundamentalmente SC3) Posiblemente cambiando levemente la alcalinidad del agua de poros Catalizador de las reacciones de hidratación Inconvenientes Los iones Cloro aportados por el aditivo atacan las armaduras generando corrosión. Recomendaciones Fuertes restricciones reglamentarias para el uso de aditivos elaborados en base a Cloruro de Calcio. Otros efectos perjudiciales Disminuye la resistencia del cemento frente a un ataque por sulfatos Aumenta el riesgo de reacción álcali-agregado (para agregados reactivos) Aumenta la contracción por secado entre un 10 a 15%. Miércoles 19/10/2011 26 Miércoles 19/10/2011 JORNADAS TÉCNICAS CEMENTOS Y TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN 2DA PARTE – ADITIVOS ¡Gracias! ¿preguntas? [email protected] Organiza: Miércoles 19/10/2011 27
