CURSO DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

SEPARATA DE CEMENTO Y ADITIVOS

CONTENIDO: CEMENTO- Cemento Portland Normal.- Tipos de Cementos Portland.- Cementos Especiales.- Requisitos Químicos y Físicos de los

Cementos Portland. ADITIVOS PARA EL CONCRETO

INDICE

Página

Cemento Portland Normal 2Componentes Principales 2Compuestos Principales 3

Silicato Tricálcico 4Silicato Dicálcico 5Aluminato Tricálcico 5Aluminio-Ferrito Tetracálcico 6

Tipos de Cemento Portland 7Requisitos Químicos y Físicos de los Cementos Portland 8Cementos Mezclados o Adicionados 10Cementos Especiales 10Aditivos para el Concreto 12

Definición, Clasificación, Requisitos 12Aditivos Inclusores de Aire 13Aditivos Aceleradores 13Aditivos Reductores de Agua y Controladores de Fraguado 14Aditivos Minerales Pulverizados 15Aditivos Diversos 16

CEMENTO PORTLAND

NORMAL

Definición .- De acuerdo a la norma C-150 ASTM , el cemento portland normal es definido como el producto obtenido de la pulverización muy fina del clinker, el cual está constituído esencialmente de silicato de calcio hidráulico, al cual posteriormente a la calcinación no se le ha hecho otra adición que no sea agua y sulfato de calcio amorfo o no tratado (yeso).

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Clasificación.- La norma C-150 clasifica al cemento portland normal en cinco diferentes tipos de acuerdo a las propiedades de los cuatro compuestos principales: Tipo I, Tipo II, Tipo III, Tipo IV, Tipo V. Composición Química del Cemento.- Los componentes principales del cemento son: Óxido de Calcio, Óxido de Silicio, Óxido de Aluminio, Óxido de Fierro, los cuales reaccionan entre sí en el horno formando una serie de productos más complejos, llegando a alcanzar un equilibrio químico; el cual no se mantiene.El análisis químico de un cemento involucra : Óxido de Silicio (Silicio) Si O2

Óxido de Calcio (Cal) Ca O

Óxido de Aluminio (Alúmina) Al2 O3

Óxido de Fierro Fe2O3

Pérdida al Fuego P.F.Residuo Insoluble R.I.Óxido de Magnesio Mg OTrióxido de Azufre S O3

Óxido de Potasio K2 OÓxido de Sodio Na2 OCal Libre Ca O libre

Componentes Principales .-

Componentes Fórmula Abreviatura Óxido de Silicio (Sílice) Si O2 SÓxido de Calcio (Cal) Ca O CÓxido de Aluminio (Alúmina) Al2 O3 AÓxido de Fierro Fe2 O3 F

El óxido de silicio y el óxido de calcio constituyen en conjunto el 70% ó 75% del total del clinker en forma de silicatos cálcicos de distinta basicidad y distinta relación cal-silice.El óxido de aluminio y el óxido de fierro reciben el nombre de fundentes y su suma se suele representar por R2 O3; porque junto con el magnesio y los álcalis constituyen la fase líquida del clinker, éstos constituyen un 20% del total del clinker.

Componentes Secundarios.- Pérdida al fuego P.F.Residuo insoluble R.I.

Trióxido de azufre S O3

Se suele incluir dentro del grupo al óxido de magnesio, a la cal libre y a los óxidos de sodio y potasio.

Pérdida al Fuego (P.F.).- Se refiere a la pérdida de peso experimentada por una muestra de cemento calentada a 1000° C.Las sustancias que liberan durante este calentamiento están constituidas fundamentalmente por agua y ahidrido carbónico.Un clinker bien cocido teóricamente no debe tener pérdida al fuego; por consiguiente la de un cemento debería corresponder en exclusiva al agua de constitución del yeso añadido como regulador de fraguado.Sin embargo, las P.F. son mayores, esto se debe:

A cierta absorción de agua por parte del cemento, que es inevitable durante el proceso de fabricación ya que frecuentemente, el clinker, a la salida del horno, se rocía con agua, a fin de acelerar su enfriamiento y de mejorar su facilidad de molienda.

También durante el proceso de almacenación, el clinker absorbe cierta humedad del aire.

Según la norma C-150 del ASTM, el cemento puede tener una pérdida de calcinación máxima del 3% para todos los tipos de cementos, exceptuando al tipo IV cuya máxima calcinación es del orden del 2,3%. Las pérdidas por calcinación mayores perjudican substancialmente la calidad de un cemento.

Residuo Insoluble (R.I.) .- Es aquella porción del cemento que no ha podido ser disuelta mediante un ataque de ácido clorhídrico .En la mezcla cruda del cemento, casi toda la porción arcillosa es insoluble en dicho ácido; pero la reacción de la cal durante el proceso de cocción, transforma los compuestos insolubles en minerales de clinker, solubles en ácido.El residuo insoluble, puede deberse a que en el proceso de clinkerización no se ha logrado la temperatura adecuada, por lo que las reacciones han quedado parcialmente incompletas.La presencia de altos porcentajes de residuos insolubles en el análisis químico, es un índice de que se trata de un cemento con material puzolánico o material de reemplazo en el cemento.La norma C-150 del ASTM, correspondientes a cemento portland normales establecen un porcentaje máximo de residuo insoluble de 0,75% y también para cementos con aire incorporado. Para cementos con escorias de altos hornos, eleva el porcentaje a 1%.

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Trióxido de Azufre (S O3).- El clinker apenas contiene trióxido de azufre, las pequeñas cantidades que contenga proviene del azufre de los combustibles empleados en su cocción, el cual no se elimina por completo y queda fijado, generalmente en forma de sulfatos alcalinos.El trióxido de azufre del cemento es el correspondiente al yeso añadido al clinker como regulador del fraguado. En el contenido de trióxido de azufre, obtenido del análisis químico, se puede determinar el valor del sulfato de calcio presente en el cemento:

Sulfato de calcio = 1,7 S O3

Igualmente en este mismo trióxido de azufre, se puede determinar la porción de cal que debe considerarse para el cálculo de la cal combinada.:

Cal Combinada = 0,7 S O3

La norma C-150 del ASTM, establece:

S O3 máximo 2,5% (si el aluminato tricálcico es de 8% o menos)S O3 máximo 3.0% (si el aluminato tricálcico es mayor de 8% con aire

incorporado)

Otros Componentes Secundarios.- (Carecen generalmente de importancia)

Óxido de Fierro ( Fe O ).- Rara vez se encuentra en el clinker a no ser que una cocción defectuosa haya dado lugar a la existencia de una atmósfera reductora en el horno. No se suele determinar como tal y en forma de óxido férrico, queda incluido en este componente principal.

Bióxido de Titanio (Ti O2) ; Pentóxido de Fósforo (P2 O5).- Salvo en el caso de determinación analítica especial de estos componentes, en el análisis ordinario quedan incluidas en la alúmina y expresados como tal.

Óxido Mangánico (Mn2 O5).- Queda incluido y expresado como óxido férrico, los componentes de manganeso son muy fusibles y pueden dar lugar a la formación de pegaduras y anillos en los hornos.Óxido de Estroncio (Sr O).- Queda incluido en la determinación de la cal total y expresado en tal forma.

Azufre Libre (S).- Aunque raro, puede provenir del contenido de los combustibles empleados en la cocción y aparecen cuando en el horno existe una atmósfera fuertemente reductora.

COMPUESTOS PRINCIPALES DEL CEMENTO PORTLAND

Durante el proceso de fusión del clinker de cemento portland, se forman silicatos cálcicos y ferritos de composición compleja; de todos ellos, los básicos son los silicatos cálcicos.La fórmula de composición de los cuatro compuestos principales del cemento, así como sus fórmulas abreviadas son:

Compuesto Fórmula AbreviaturaSilicato Tricálcico 3 Ca O. Si O2 C3SSilicato Dicálcico 2 Ca O. Si O2 C2SAluminato Tricálcico 3 Ca O. Al2 O3 C3AAluminio-ferrito Tetracálcico 4 Ca O. Al2 O3. Fe2 O3 C4AF

El porcentaje en que se encuentran en el clinker los cuatro componentes principales, depende de las proporciones relativas entre los compuestos ácidos y la cal, los componentes ácidos llamados también factores hidráulicos, incluyen la sílice, la alúmina y el óxido férrico, siendo los dos últimos denominados fundentes.De acuerdo a Bogue, los porcentajes límites de lo componentes principales del clinker, deben estar alrededor de los siguientes valores:

Silicato Tricálcico C3S 30% a 60%Silicato Dicálcico C2S 15% a 37% Aluminato Tricálcico C3A 7% a 15% Aluminio-ferrito Tetracálcico C4AF 8% a 10%

El porcentaje relativo de los cuatro compuestos principales del clinker gobierna en general, las propiedades de los ligantes hidráulicos del tipo del cemento portland. En consecuencia, cada uno de los minerales, afecta las propiedades físicas, químicas y mecánicas del cemento.

Los cuatro compuestos principales del clinker en el caso normal de un contenido medio de cal, suponen aproximadamente del 90% al 5% del total y el restante 5% al 10% corresponde a compuestos secundarios.

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Como compuestos secundarios pueden también estar presentes: trialuminato pentacálcico, óxido de magnesio libre, óxido de cal libre y aun cantidades muy pequeñas de dióxido de titanio, óxido de sodio y óxido de potasio.

SILICATO TRICÁLCICO (C3S) - (Alita)

Composición: 73,7% Cal26,3% Acido Silícico

Constitución Mineralógica: El silicato tricálcico, el más importante de los compuestos minerales del clinker, presenta cristales bien formados y mayores que los restantes; dichos minerales presentan la forma de secciones prismáticas con contornos rectangulares o hexagonales, frecuentemente estos cristales presentan inclusiones de silicato dicálcico, esto ocurre cuando esta fase es más ácida que el cristal de silicato tricálcico y existe por lo tanto, un desequilibrio químico entre ambos produciéndose la transformación del silicato tricálcico en silicato dicálcico. Esta transformación avanza hasta que el enfriamiento del clinker la detiene y queda de manifiesto por el ataque en los bordes con la aparición de cristales de silicato dicálcico que conservan la forma inicial de los del silicato tricálcico, todo este proceso indica un enfriamiento lento.

Características.- • Velocidad de Hidratación: El silicato tricálcico es de gran velocidad de

hidratación, lo que favorece un rápido endurecimiento presentando además excelentes características hidráulicas.

• Calor de Hidratación: El silicato tricálcico desarrolla un fuerte calor de hidratación, se estima que su calor de hidratación completo en 120 cal/g.

• Resistencia Mecánica: Endurece a gran velocidad, siendo el principal responsable de las resistencias iniciales, igualmente contribuye a la resistencia en edades posteriores en forma importante.

• Resistencia al intemperismo: La resistencia del concreto a ciclos de congelación y deshielos tiende a mejorar con aumentos en los porcentajes de los silicatos cálcicos.

• Estabilidad Química: Es menor que la de aquellos silicatos dicálcicos puesto que el primero libera una mayor cantidad de calor durante el proceso de fraguado e hidratación.

• Estabilidad de Volumen: Se ha establecido que los cementos ricos en silicatos tricálcicos muestran una retracción menor que la de los cementos pobres de cal.

Proceso de Fabricación: La enérgica reacción del silicato tricálcico con el agua indica que se trata de un compuesto muy inestable.Su composición, empleando componentes puros, presenta dificultad aún en el laboratorio; a 125° C de temperatura, la combinación no puede efectuarse y la mezcla producirá solo silicato dicálcico y cal viva equivalente a la cal hidráulica.Mediante el calentamiento ulterior se produce silicato tricálcico. El proceso se desarrolla como reacción de fase sólida, lenta y parcialmente. Al sobrepasar los 1900° C, el silicato tricálcico se descompone nuevamente en silicato dicálcico y cal libre.Para producir el compuesto puro en el laboratorio, es necesario recurrir a la reacción de fase sólida. Se somete la mezcla a una temperatura comprendida entre los límites ( 1250° C a 1900° ). Después se procede a un nuevo ciclo de molienda, mezclado y cocción. Este procedimiento se repite hasta que cada partícula de cal haya tenido realmente la posibilidad de encontrar otra de silice, de tal modo que sin recurrir a la fusión se obtenga silicato tricálcico.

Fórmula de Cálculo: ASTM

• Si la relación de óxido de aluminio al óxido de fierro es de 0,64 o mayor se aplicará :

C3S = ( 4,071 x % Ca O ) - ( 7,600 x % Si O2 ) - ( 6,718 x % Al2 O3 ) - ( 1,430 x % Fe2 O3 ) - ( 2,852 x % S O3 )

• Si la relación de óxido de aluminio al óxido de fierro es menor de 0,64 se aplicará:

C3S = ( 4,071 x % Ca O ) - ( 7,600 x % Si O2 ) - ( 4,479 x % Al2 O3 ) - ( 2,859 x % Fe2 O3 ) - ( 2,852 x % S O3 )

Condiciones de Empleo: Debido a un alto calor y velocidad de hidratación, los cementos con silicato tricálcico alto no suelen emplearse en construcción de grandes masas de concreto, especialmente por el peligro de fisuraciones y cambios fuertes de volumen.Estas consecuencias se agravan en los meses de verano o en climas cálidos.Son buenos en aquellos casos en que se requiere altas resistencias iniciales y en las

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construcciones donde el tiempo de desencofrado es deseable y rápido por economía. Además, son recomendados en aquellas zonas de temperaturas bajas por su rápido endurecimiento.

SILICATO DICÁLCICO ( C2S ) - (Belita )

Composición: 65,1% de cal34,9% de ácido silícico

Constitución Mineralógica: El silicato dicálcico se presenta en tres formas: alfa, beta y gama. En el clinker comercial se observan casi exclusivamente las variedades alfa y beta, especialmente esta última que es la más importante desde el punto de vista del endurecimiento hidráulico.El silicato dicálcico de la forma gama es de mayor volumen específico que la variedad beta y corresponde a una forma de silicato dicálcico hidráulicamente inactiva. Esta variedad se presenta de preferencia en cilindros procedentes de crudos pobres de cal y también cuando el proceso de enfriamiento es lento. Es estable con agua y no posee propiedades cementantes.La forma alfa y beta del silicato dicálcico son estables a alta temperatura y son de fraguado lento, pero gradualmente desarrollan una resistencia a la de un silicato tricálcico.

Características.-

• Velocidad de Hidratación: El silicato dicálcico, constituyente principal de los cementos fríos o de endurecimiento lento, posee una lenta velocidad de hidratación.

• Calor de Hidratación: El calor desarrollado por el silicato dicálcico durante el proceso de hidratación es bajo, se estima su calor de hidratación completa en 62 cal/g.

• Resistencia Mecánica: El silicato dicálcico endurece a una velocidad considerablemente más lenta que el silicato tricálcico, su contribución a la resistencia en las primeras edades es muy pequeña, pero posteriormente es la fuente principal del desarrollo de resistencia.

• Resistencia al Intemperismo: La resistencia del concreto a ciclos de congelación y deshielo tiende a mejorar con aumento en los porcentajes de los silicatos cálcicos.

• Estabilidad Química: Es buena y mucho mejor que la del silicato tricálcico, altos contenidos de silicato dicálcico hacen el cemento más resistente al ataque del sulfato. Los cementos “ fríos “ o de endurecimiento lento, ricos en silicatos dicálcicos, son mucho más estables químicamente que los “ calientes “ o ricos en silicatos tricálcicos, por cuanto al hidratarse dejan en libertad una cantidad de cal mucho menor.

Proceso de Fabricación: Los cementos portland ricos en silicatos dicálcicos, se caracterizan por tener módulos hidráulicos y grados de saturación normales, por lo cual sus crudos son fáciles de cocer y exigen menores temperaturas de clinkerización que las que se precisan en el caso de los cementos ricos en silicatos tricálcicos.

Fórmula de Cálculo: ASTM

C2S = ( 2,867 x % Si O2 ) - ( 0,7544 x % C3S )

Condiciones de Empleo: Los cementos ricos en silicato dicálcico son recomendables en grandes estructuras de concreto en masa y en todos aquellos casos en que no sea de interés primordial el conseguir grandes resistencias a corto plazo.

ALUMINATO TRICÁLCICO ( C3A )

Composición: 62,3% de cal37,7% de alúmina

Constitución mineralógica: El componente intersticial oscuro que se observa en el examen microscópico del clinker, está en su mayor parte, homologado como aluminato tricálcico, principalmente aquél que se presenta como intersticial rectangular.El material intersticial prismático, está principalmente compuesto de elementos alcalinos. El vidrio o elemento amorfo, que se presenta conjuntamente con el material intersticial oscuro, proviene del enfriamiento como sustancia amorfa, del liquido residual del sistema, a causa de un enfriamiento final insuficientemente lento.

Características:

• Velocidad de Hidratación: Después de la disolución de los álcalis de los aluminatos son los primeros constituyentes del cemento que reaccionan con el

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agua. Su fraguado ocurre a una velocidad de hidratación muy grande, hasta el punto de ser casi instantáneo.Justamente para controlar en cierta medida esta rápida hidratación, es que se adiciona yeso deshidratado o sulfato de calcio al clinker durante el proceso demolienda.

• Calor de Hidratación: Éste desarrolla un elevado calor de hidratación, se estima que el calor de hidratación completa del Aluminato Tricálcico en 207 cal/g.

• Resistencia Mecánica: Los aluminatos de calcio hidratados son de baja resistencia, pero el aluminato tricálcico contribuye en forma notable al desarrollo de la resistencia durante las primeras 24 horas.

• Resistencia al Intemperismo: La resistencia del concreto a ciclos de congelación y deshielos tiende a disminuir con aumento en el contenido de aluminato tricálcico.

• Estabilidad Química: El Aluminato Tricálcico es muy sensible a la acción química de aguas sulfatadas y aguas que contienen cloruros ( agua de mar ).

• Estabilidad de Volumen: Las variaciones en el contenido de Aluminato Tricálcico tienen influencias apreciables sobre las expansiones en agua o retracciones en aire, ambas tienden a ser mayores al aumentar la concentración de aluminato tricálcico en los cementos.

Fórmula de Cálculo: ASTM C3A = ( 2,650 x % Al2 O3 ) - ( 1,692 x % F2 O3 )

Condiciones de Empleo: Los cementos simultáneamente ricos en silicato tricálcico y aluminato tricálcico, dan elevadas resistencias a corto plazo, pero tienen como inconveniente, una menor resistencia a los agentes agresivos que la que presentan los cementos ricos en silicatos dicálcicos.

ALUMINIO-FERRITO TETRACÁLCICO ( C4AF ) - ( Celita )

Composición: 46,1% de cal21,0% de alúmina32,9% de óxido de fierro

Constitución Mineralógica: En la materia intersticial, consolidada después de los silicatos, la cual forma parte de los aluminatos, se distingue la denominada “celita “, un componente intersticial claro homologado como aluminio-ferrito tetracálcico.Los cristales de este compuesto son prismáticos, bien formados, pardos de tono variable, de gran poder refractor.

Características:

• Velocidad de Hidratación: Los aluminatos son los primeros constituyentes del cemento que están en relación con el agua.

• Calor de Hidratación: El calor de hidratación desarrollado por el aluminio-ferrito tetracálcico es muy bajo, se estima su calor de hidratación completa de 100 cal/g.

• Resistencia Mecánica: El aluminio-ferrito tetracálcico en la resistencia del cemento no está claramente definida, pero se estima que es muy pequeña en cualquier periodo.

• Estabilidad Química: La estabilidad química del aluminio-ferrito tetracálcico frente a la acción de aguas selenitosas y aguas de mar es muy grande.

• Estabilidad de Volumen: Una ligera tendencia a la contracción puede observarse durante los procesos de fraguado y endurecimiento, la cual no siempre es acompañada por la formación de grietas capilares.

Fórmula de Cálculo: ASTM

C4AF = 3,043 x % Fe2 O3

Condiciones de Empleo: Dado su bajo calor de hidratación y gran estabilidad química el aumento de la proporción de óxido férrico en los crudos de cemento portland normales a igualdad de otras condiciones, es recomendado en grandes estructuras de concreto en masa.

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

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CEMENTO TIPO I.- Cemento Portland Normal para ser empleado en construcciones corrientes, es el tipo de cemento más empleado.

CEMENTO TIPO II.- Se caracteriza por su bajo contenido de aluminato tricálcico y alto contenido de aluminio-ferrito tetracálcico, lo que significa un calor de hidratación menor que el cemento Tipo I, obteniéndose además menores cambios de volumen y mayor resistencia al ataque de sulfatos y álcalis. Los porcentajes de silicatos tricálcicos y dicálcicos aseguran una adecuada resistencia, tanto en el periodo inicial del fraguado como en edades posteriores. El concreto preparado con este tipo de cemento tiene buena trabajabilidad, baja permeabilidad y está sujeto a menores exudaciones.

CEMENTO TIPO III.- Este tipo de cemento desarrolla una alta resistencia inicial aunque a los 28 días tiende a desaparecer la resistencia con la desarrollada por el cemento Tipo I.La resistencia inicial alta puede deberse: primero, a la acción química por el empleo de porcentajes más altos de silicato tricálcico; en segundo lugar, a un proceso de molienda que ha permitido obtener finezas más altas, lo que aumenta el área superficial del cemento expuesto a la acción del agua y por lo tanto favorece la velocidad de hidratación.Este tipo de cemento puede dar lugar a procesos de agrietamiento por acción de contracción de secado. El alto calor de hidratación que desarrolla hace inconveniente su empleo en estructuras masivas.

CEMENTO TIPO IV.- Este cemento genera menor calor de hidratación que los otros tipos siendo especial para construcciones en las que se han de emplear grandes masas de concreto.Se caracteriza por su alto contenido de silicato dicálcico y aluminio-ferrito tetracálcico y sus bajos porcentajes de los otros dos compuestos. Los concretos preparados con este cemento presentan buena resistencia a los sulfatos.Este cemento tiene gran resistencia al agrietamiento. Es inconveniente su empleo para estructuras ordinarias ya que requiere de un curado de por lo menos 21 días para un adecuado desarrollo de la resistencia a la compresión y al intemperismo.CEMENTO TIPO V.- Este cemento tiene una suma de porcentajes de silicato tricálcico y dicálcico muy alto, además la suma de porcentajes de aluminato tricálcico y ferroaluminato tetracálcico es menor que en los otros tipos. La combinación de bajos porcentajes de aluminatos da a este tipo de cemento una alta resistencia al ataque de los sulfatos además de una alta resistencia mecánica, dada por el elevado porcentaje de silicatos cálcicos. El calor de hidratación generado está muy cerca del de los cementos Tipo IV. Por sus condiciones de resistencias mecánicas, aguas y suelos sulfatados y por su baja generación de calor, este cemento es el que mas se aproxima a las características de un cemento ideal.

Cuando a los tipos I, II y III de cemento se le adiciona el sufijo A, indica que en su composición se les ha añadido incorporadores de aire.

REQUISITOS QUÍMICOS Y FÍSICOS DE LOS CEMENTOS PORTLAND

NORMA TÉCNICA PERUANA

Cada uno de los 5 tipos de cemento Portland deben cumplir los respectivos requisitos químicos y físicos prescritos en las tablas 1 y 3. En adición, los requisitos químicos y físicos opcionales se indican en las tablas 2 y 4 respectivamente.

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TABLA 1 – REQUISITOS QUÍMICOS

COMPOSICIÓN QUÍMICA TIPOS DE CEMENTO

I II III IV VDióxido de Silicio, Si O2, % (Mín.) - 20,00 - - -Óxido de Aluminio, Al2 O3, % (Máx.) - 6,00 - - -

Óxido Férrico, Fe2 O3, % (Máx.) - 6,00 - 6,50 -

Óxido de Magnesio, Mg O, % (Máx.) 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00

Trióxido de Azufre, S O3, % (Máx.)

Cuando (C3 A) < = a 8% 3,00 3,00 3,50 2,30 2,30

Cuando (C3 A) > 8% 3,50 (A) 4,50 (A) (A)

Pérdida por Ignición, P.I. % (Máx.) 3,00 3,00 3,00 2,50 3,00

Residuo Insoluble, R.I. % (Máx.) 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Silicato Tricálcico, (C3S), % (Máx.) - - - 35,0 (B)

-

Silicato Dicálcico, (C2S), % (Mín.) - - - 40,0 (B)

-

Aluminato Tricálcico, (C3 A), % (Máx.) - 8,00 15,00 7,00 (B)

5,00 (C)

Aluminio-ferrito Tetracálcico, - - - - 25,0 (C)

(C4AF + 2(C3A)) ó Solución Sólida,(C4AF + C2F) ss, %

NOTAS:(A) No aplicable.(B) No aplicable cuando se especifique el límite de calor de hidratación de la

Tabla 4.(C) No aplicable cuando se especifique la resistencia a los sulfatos límite de la

Tabla 4.

Cuando la relación de porcentajes de óxido de aluminio a óxido de fierro sea 0,64 o más, los porcentajes de silicato tricálcico, silicato dicálcico, aluminato tricálcico y aluminio ferrito tetracálcico, deben calcularse a partir de los análisis químicos como sigue:

Silicato Tricálcico = (4,071 x %CaO) – (7,600 x %SiO2) – (6,718 x %Al2O3) – (1,430 x %Fe2O3) - (2,852 x %SO3)Silicato Dicálcico = (2,867 x %SiO2) – (0,7544 x %C3S)Aluminato Tricálcico = (2,650 x %Al2O3) – (1,692 x %Fe2O3)Aluminio ferrito Tetracálcico = 3,043 x %Fe2O3

Cuando la relación de porcentajes de óxido de aluminio a óxido de fierro es menor que 0,64 se forma una solución sólida de ferro-aluminato cálcico, expresado como ss (C4AF + C2F). El contenido de esta solución sólida y del silicato tricálcico se debe calcular mediante las siguientes fórmulas:

Ss (C4AF + C2F) = (2,100 x %Al2O3) + (1,702 x %Fe2O3)Silicato Tricálcico = (4,071 x %CaO) – (7,600 x %SiO2) – (4,479 x %Al2O3) – (2,859 x %Fe2O3) – (2,852 x %SO3)

No estará presente Aluminato Tricálcico en cementos de esta composición. El Silicato Dicálcico se debe calcular tal como se hizo anteriormente.

TABLA 2 – REQUISITOS QUÍMICOS OPCIONALES

CONSTITUYENTES TIPOS DE CEMENTOI II III IV V

Aluminato Tricálcico, (C3A), %(Máx.)Para mediana resistencia a sulfatos - - 8,0 - -

Para alta resistencia a sulfatos - - 5,0 - -

Suma (C3S+C3A), %(Máx.) - 58,00 - - -

Alcalis, (Na2O+0,658 K2O) %(Máx.) 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

TABLA 3 – REQUISITOS FÍSICOS

CARACTERÍSTICAS TIPOS DE CEMENTOI II III IV V

Cont. Aire del Mortero %(Máx.) 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0

%(Mín.) - - - - -

Finura, Superficie Específica,

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(m2/Kg) (Métodos alternativos)

Ensayo de Turbidímetro. (Mín.) 160 160 - 160 160

Ensayo de Permeabilímetro. (Mín) 280 280 - 280 280

Expansión en Autoclave. %(Máx.) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

Resistencias no menores que los valores mostrados para edades indicadas. Resistencia a la Comp. Mpa (Kg-f/cm2)

1 día - - 12,0 - -

- - (120) - -

3 días 12,0 10,0 24,0 - 8,0

(120) (100) (240) - (80)

7 días 19,0 17,0 - 7,0 15,0

(190) (170) - (70) (150)

28 días - - - 17,0 21,0

- - - (170) (210)

Tiempo de Fraguado (métodos Alternativos)

Ensayo de Gillmore (minutos)

Fragua Inicial: No menor que 60 60 60 60 60

Fragua Final: No mayor que 600 600 600 600 600Ensayo de Vicat (minutos)

Fragua Inicial: No menor que 45 45 45 45 45

Fragua Final: No mayor que 375 375 375 375 375

TABLA 4 – REQUISITOS FÍSICOS OPCIONALES

CARACTERÍSTICAS TIPOS DE CEMENTOI II III IV V

Falso Fraguado, (P.F.)* %(Mín.) 50 50 50 50 50Calor de Hidratación

7 Días (Máx.) Cal/g (kJ/Kg) - 70(290)

- 60(250)

-

28 Días(Máx) Cal/g (kJ/Kg) - - - 70(290)

-

Resist. Comp. a los 28 días (MPa)

Sin incorporación de aire. 28,0 28,0 - - -

Con incorporación de aire. - 22,0 - - -

Resist. a los Sulfatos, a 14 días

Expansión (Máx.) - - - - 0,04

*Penetración Final

CEMENTOS MEZCLADOS O ADICIONADOS

CEMENTO TIPO IS.- Cemento al que se ha adicionado entre 25% a 70% de escorias de altos hornos, referido al peso total.

CEMENTO TIPO ISM.- Cemento al que se le ha adicionado menos de 25% de escorias de altos hornos, referido al peso total.

CEMENTO TIPO IP.- Cemento al que se le ha adicionado entre 15% y 45% de puzolana, referido al peso total.

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CEMENTO TIPO IPM.- Cemento al que se le ha adicionado menos del 15% de puzolana, referido al peso total.

CEMENTOS ESPECIALES

CEMENTO DE ESCORIAS.-

Definición.- Es un material finamente dividido que consiste esencialmente de escorias de altos hornos granulados, enfriada en agua y cal hidratada.El porcentaje mínimo de escoria es de 60% en peso.La escoria de altos hornos granulada es definida como el producto no metálico, consistente de silicato de aluminio, silicato de calcio, el cual se desarrolla simultáneamente con el hierro en los altos hornos y es producido por enfriamiento rápido del material fundido en agua.Clasificación y Aplicaciones.- La norma considera dos tipos de cementos de escorias:

Tipo S: El cual es un cemento de escorias para ser empleado mezclado con la cal hidratada en la preparación de cemento de albañilería. Tipo SA: Cementos de escorias con incorporador de aire a emplearse en los mismos usos que el anterior.

CEMENTO SOBRESULFATADO.-

Definición.- Es el producto que se obtiene de la mezcla y molienda íntima de escoria de alto horno granulada, en proporción de 80% a 85% y sulfato de calcio deshidratado o de otros tipos de sulfato de calcio hidratado o de anhidrita natural o artificial, en proporción de 10% a 15%, junto con 1% a 2% de cemento portland.

Propiedades:• Calor de Hidratación: Tiene un calor de hidratación muy bajo que alcanza 38

cal/g a los 7 días y 42 cal/g a los 28 días. Ello lo hace muy adecuado para concretos a utilizarse en la construcción de presas y todo trabajo donde se requiere grandes masas de concreto.

• Cambios de Volumen: El concreto preparado con este cemento puede expandirse o contraerse ligeramente durante el proceso de fraguado. Su posterior contracción es igual al cemento portland.

• Resistencia: Su resistencia inicial es menor que la de los cementos portland, de endurecimiento rápido, pero a los 3 días ambas resistencias se igualan, a

los 7 días la resistencia en compresión de este tipo de cemento es más alto que la de los cementos portland de endurecimiento rápido.

• Estabilidad Química: Una de las más importantes propiedades de este tipo de cementos, es su gran resistencia a los ataques químicos, la cual solo es inferior a las de otros tipos de cementos en caso de mezclas pobres.

Recomendaciones de Empleo.- Este tipo de cemento puede emplearse en todos aquellos casos en que se emplea un cemento portland normal. Se recomienda que las proporciones de mezclas sean ligeramente más ricas y en general su uso está limitado en casos de mezclas pobres. El concreto preparado con este tipo de cemento, se adhiere bien a concretos antiguos preparados con otros tipos de cemento. El acero de refuerzo se preserva muy bien, siempre que se den coberturas mínimas.

CEMENTO NATURAL.-

Definición.- Es el producto obtenido de la calcinación de calizas arcillosas finamente pulverizadas, la temperatura de calcinación no deberá ser mayor que la necesaria para eliminar el bióxido de carbono.

Clasificación.-

Tipo N: Cemento natural a emplearse conjuntamente con el cemento portland en construcciones normales.

Tipo NA: Cemento natural con incorporador de aire, para los mismos fines.

CEMENTO HIDROFORO.-

Definición.- Cementos impermeables, tienen la propiedad de que no se deterioran bajo condiciones de humedad, tal como el cemento portland.La acción repelente al agua es obtenida por molienda conjunta del clinker de cemento portland con materias orgánicas, generalmente aceites, ácidos grasos o estearatos metálicos.La manufactura es igual al del cemento portland con la diferencia de que el clinker es rociado con un impermeabilizante antes del proceso de molienda.

Propiedades y Limitaciones.- El cemento resultante repele al agua, pero esta propiedad tiende a desaparecer después de un largo periodo de exposición. Estos

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cementos son necesariamente Incorporadores de Aire, por lo que la resistencia a la compresión es menor.

CEMENTO ALUMINOSO.-

Concepto: Se caracteriza por ser su composición diferente a la del cemento portland normal. Este cemento es rico en alúmina y contiene porcentajes muy pequeños de sílice y cal. Este cemento tiene altas resistencias iniciales, alto calor de hidratación y buena resistencia a los ataques químicos.Su preparación es a partir de creta o caliza y bauxita, las cuales se mezclan secas y luego son calentadas hasta alcanzar el punto de fusión. Luego del enfriamiento, el material es triturado y molido a la fineza requerida.

Propiedades: El fraguado inicial es similar a la del cemento portland normal. Tiene un escurrimiento plástico menor que el cemento portland. Este tipo de cemento puede dar resistencias de compresión del orden de 140 Kg/cm2 a las 6 horas, aún a muy bajas temperaturas.Este tipo de cemento no debe emplearse en mezclas demasiado ricas o demasiado pobre, solo debe emplearse la cantidad de agua necesaria para asegurar la trabajabilidad.No se debe emplear agua de mar.En zonas de temperaturas bajas, el tiempo de mezclado debe incrementarse.No es recomendable el empleo de aditivos con este cemento por ser inefectivos.Este cemento no debe ser mezclado con cal, ni con cemento portland, ni agregados que contengan cal o álcalis.

CEMENTO EXPANSIVO.-

Concepto: Es un tipo especial de cemento, el cual no experimenta cambios de volumen debido a la contracción por secado y en casos especiales puede experimentar expansión durante el proceso de endurecimiento.En Francia ha sido desarrollado, empleando cemento portland conjuntamente con un agente expansivo y un estabilizador. El agente expansivo es obtenido por quemado de una mezcla de yeso, bauxita y caliza.La dosificación muy cuidadosa de los ingredientes es necesario a fin de obtener la expansión adecuada. Propiedades y Limitaciones: Desde que la expansión tiene lugar solamente en la medida que el concreto está húmedo, el curado debe ser cuidadosamente controlado, requiriendo el empleo de este cemento, conocimiento y experiencia.

Otro tipo de cemento expansivo ha sido desarrollado mezclando clinker de cemento portland, clinker de cemento aluminoso y yeso, la expansión es debida a la formación de sulfoaluminato de calcio y tiene lugar dentro de los 2 ó 3 días después de vaciado. Este cemento es de fraguado muy rápido y endurecimiento acelerado, alcanzando resistencias del orden de los 70 Kg/cm2 a las 6 horas y de 490 Kg/cm2 a los 28 días, además tiene alta resistencia al ataque de sulfatos.

CEMENTO DE ALBAÑILERIA.-

Concepto: Son mezclas de clinker de cemento portland, caliza, yeso y un agente incorporador de aire, que son molidos a una fineza mayor que la del cemento portland de alta resistencia inicial, obteniendose así el cemento de albañilería.

Clasificación:

Tipo I : Para uso en construcciones de albañilería en las que no se requiere alta resistencia. Tipo II : Para uso general en aquellos casos en que se requiere mortero de albañilería.

Propiedades: Un buen cemento de albañilería debe poseer trabajabilidad , capacidad de adherencia a las superficies con las que va a estar en contacto, plasticidad, cuerpo y cohesividad.Debe poseer pequeñas variaciones en volumen, debida a modificaciones en el contenido de humedad o en la temperatura. Igualmente, deberá retener su agua de mezcla cuando está en contacto con ladrillos secos y no deberá exudar cuando estas unidades no sean absorventes.Este tipo de cemento deberá ser impermeable al paso de la lluvia, pero lo suficientemente poroso para permitir el secado fuera del muro.

CEMENTO PORTLAND BLANCO.-

El cemento portland blanco es fabricado con materia prima selecta, conteniendo pequeñas cantidades de fierro y óxido de manganeso. Este cemento es usado principalmente en concretos decorativos.Debido a la calidad de la producción de este cemento es que tiene mayor duración de “enfriamiento”.

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ADITIVOS PARA EL CONCRETO

Definición.-

Se denomina aditivo a las sustancias añadidas a los componentes fundamentales del concreto, mortero o pasta con la finalidad de modificar alguna de sus propiedades, tanto en su estado fresco como endurecido.Los aditivos pueden ser presentados en estado líquido, en polvo, en escamas, granulados o en pasta y son dosificados hasta un 5 por ciento de peso de cemento.

Los aditivos son utilizados principalmente, con los siguientes propósitos:

• Incrementar la trabajabilidad, sin modificar el contenido de agua.• Acelerar el desarrollo de la resistencia en la primera edad.• Aumentar la resistencia final.• Modificar el tiempo de fragua final.• Modificar la velocidad de producción de calor de hidratación.• Retener y reducir la exudación y sangrado.• Aumentar la durabilidad.• Reducir la permeabilidad.• Disminuir la segregación.• Reducir la contracción.• Mejorar la adherencia del concreto al acero.• Controlar la expansión debida a la reacción de los agregados y los álcalis del

cemento.• Producir propiedades fungicidas, germicidas e insecticidas en el concreto o

mortero.• Evitar la corrosión.• Incrementar la adherencia entre concretos de diferentes edades.• Aumentar la incorporación o extracción de aire.• Producir colorantes en el concreto o mortero.

Clasificación.- De acuerdo a las modificaciones que aportan al concreto, al que son incorporados, los aditivos podrían clasificarse en:- Aditivos que modifican las propiedades químicas;- Aditivos que modifican las propiedades físicas, y;- Aditivos que modifican las propiedades mecánicas.

Aditivos Químicos.-

Los aditivos químicos pueden clasificarse de acuerdo a la norma en:

- Aditivo plastificante, reductor de agua; que mejora la consistencia del concreto y reduce la cantidad de agua de mezclado requerida para una determinada consistencia.

- Aditivo retardante, que alarga el tiempo de fraguado del concreto.

- Aditivo acelerante, que acorta el fraguado y el desarrollo de la resistencia inicial del concreto

- Aditivo plastificante y retardante, que reduce la cantidad de agua de mezclado produciendo un concreto de una consistencia dada y retarda el fraguado.

- Aditivo plastificante y acelerante, que reduce la cantidad de agua de mezclado produciendo un concreto de una consistencia dada y acelera su fraguado y el desarrollo de su resistencia inicial.

Los aditivos generalmente afectan varias propiedades del concreto, por lo que se recomienda su evaluación ya que en algunos casos puede mejorar alguna de sus propiedades y afectar otras en forma adversa. Por ejemplo, es sabido la durabilidad del concreto se incrementa con la incorporación del aire, pero su resistencia disminuye.

Requisitos de Comercialización.-

El proveedor deberá entregar el aditivo envasado en recipientes que aseguren su conservación, llevando impreso con caracteres legibles, la siguiente información:

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- La marca registrada, nombre y apellido o razón social del fabricante y del responsable de la comercialización del producto (representante, fraccionador, vendedor, importador, etc).

- La leyenda “Aditivo para el concreto”- Tipo de aditivo, según la clasificación establecida en las 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 gramos por centímetros cúbicos a 20° C.- La dosificación máxima o mínima a emplear, de acuerdo a la propiedad que

se desea modificar.- La fecha de fabricación.- La fecha de vencimiento.- Las medidas de seguridad para su uso.- Además el fabricante deberá indicar si ha adicionado cloruros durante la

fabricación del aditivo. El contenido de cloruros se expresará como concentración de sal metálica.

- Tipo de cemento con el cual se puede emplear.

ADITIVOS INCLUSORES DE AIRE

Definición.- Un agente inclusor de aire se puede definir como una adición en el cemento hidráulico o en el aditivo para concreto o mortero que causa aire, usualmente en pequeñas cantidades, que es incorporado en forma de diminutas burbujas en el concreto o mortero durante el mezclado, se usa para incrementar su resistencia al congelamiento y su trabajabilidad.

Materiales.-

Muchos materiales son capaces de funcionar como aditivos inclusores de aire; estos incluyen:

- Sales de resinas de madera.- Algunos detergentes sintéticos.- Sales de ligninas sulfanadas.- Sales de ácidos petroleros.- Sales de materiales proteínicos.- Acidos grasos y resinosos y sus sales.- Sales orgánicas de hidrocarburos sulfanados.Algunos materiales, tales como el peróxido de hidrógeno y polvo de aluminio, pueden generar s de aire en el concreto es recomendado también por otras razones.

El inclusor de aire, mientras mejora la durabilidad y la trabajabilidad, puede reducir la resistencia, que rara vez excederá el 15 por ciento en el caso de resistencia a la compresión y el 10 por ciento en el caso de resistencia a la flexión.

ADITIVOS ACELERADORES Definición.-

Un aditivo acelerador es un material añadido al concreto para acortar el tiempo de fragua y acelerar el desarrollo de la resistencia temprana del concreto, o para ambos propósitos. Algunos de los productos químicos que aceleran el endurecimiento de mezclas de cemento portland y agua (pasta de cemento) incluye algunos de los cloruros solubles, carbonatos, fluosilicatos, e hidróxidos, y también algunos compuestos orgánicos como es el caso de la trietanolamina (también es retardadora para determinados cementos).Algunos de los cloruros solubles, siendo el más conocido y usado el cloruro de calcio, y en mucho menor grado la trietanolamina tienen aplicaciones generales como aditivos en concreto. Parte de los otros materiales nombrados son apropiado solamente para usarlos en la preparación de cementos de fraguados muy rápidos (sellar filtraciones y para otros propósitos especiales).

Los aditivos aceleradores pueden venir en forma líquida o de polvo, para ser mezclados con el cemento, mortero o concreto. El uso de los aceleradores o acelerantes a menudo permite una mejor programación de la obra.

Materiales.- Cloruro de calcio.- El cloruro de calcio se encuentra en dos formas: Cloruro de calcio de escama regular, ASTM D-98 Tipo I que contiene un mínimo de 77 por ciento de Ca Cl2 y cloruro de calcio de escama concentrada, píldora o granular, ASTM D-98 Tipo II que contiene un mínimo de 94 por ciento de Ca Cl2.La cantidad exacta del acelerante necesaria para obtener la aceleración deseada del tiempo de fraguado y desarrollo de la resistencia depende de condiciones locales pero generalmente de 1 a 2 por ciento de peso de cemento es añadido.

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Efectos.-

Algunas de las propiedades del concreto fresco y endurecido afectadas por los acelerantes son:

- Tiempo de fraguado: El tiempo de fraguado, inicial y final, es reducido. Esta reducción varia de acuerdo a la cantidad de aditivo, temperatura del concreto y la temperatura ambiental.

- Resistencia: La resistencia a la compresión es aumentada substancialmente a edades tempranas. La resistencia última puede ser reducida ligeramente.

- Cambio de volumen: El cambio de volumen se considera que aumenta para un curado húmedo y bajo condiciones de secado.

- Durabilidad: La resistencia al congelamiento y deshielo y a la oxidación causada por el uso de sales anticongelantes, es aumentada a edades tempranas, pero pueden ser disminuidas a edades mayores.

- Resistencia a los sulfatos: La resistencia al ataque de sulfatos es disminuida.

- Reacción álcali-agregado: La expansión producida por la reacción álcali-agregado es muy grande. Esta puede ser controlada fácilmente con un menor uso de cemento álcali o puzolanas.

- Corrosión de metales: El cloruro de calcio no debería ser usado cuando se emplee curado a vapor a menos que existan pruebas que demuestren la ausencia de una corrosión perjudicial. Cuando se usa cloruro de calcio en cantidades recomendadas no causa una corrosión progresiva del acero de refuerzo bajo condiciones normales donde las varillas tienen un adecuado recubrimiento.

ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA Y CONTROLADORES DE FRAGUADOS

Definición.-

Ciertos compuestos orgánicos o mezclas de compuestos orgánicos e inorgánicos son usados como aditivo para concretos con o sin aire incluido, con el fin de

reducir los requerimientos de agua de la mezcla (como plastificantes) o para retrasar el fraguado o para ambos.

Clases.- Los aditivos químicos son clasificados por el ASTM C-494 en las siguientes clases:

- Tipo A.- Reductor de agua.- Tipo B.- Retardador.- Tipo C.- Acelerador.- Tipo D.- Reductor de agua y retardador.- Tipo E.- Reductor de agua y acelerador.El usuario debe especificar el tipo de aditivo reductor de agua y controlador de fragua de acuerdo con esta especificación.

Materiales.-

Los materiales disponibles para usarse como aditivos reductores de agua y controladores de fraguado se clasifican en:

1.- Acidos lignosulfónicos y sus sales.

2.- Modificaciones y derivados de los ácidos lignosulfónicos y sus sales.

3.- Acidos carboxílicos, hidroxilatados y sus sales.

4.- Modificaciones y derivados de los ácidos carboxilicos, hidroxilatados y sus sales.

5.- Otros materiales, incluyendo carbohidratos, sales de zinc, boratos, fosfatos, cloruros, aminas y sus derivados, y varios polímeros hidroxilatados, tales como polisacaridos, ciertos éter celulosos, ciertos derivados de melamine y ciertas siliconas.

Los aditivos de las clases 1 y 3 pueden usarse solos o en combinación con otros orgánicos o inorgánicos, substancias activas o esencialmente inertes. Estos aditivos son reductores de agua y retardadores de fraguado.Los aditivos de las clases 2 y 4 son reductores de agua presentados como combinaciones de substancias diseñadas para no tener efecto substancial en el grado de endurecimiento.

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Efectos.-

Los efectos sobre las propiedades del concreto pueden variar considerablemente dependiendo del tipo de aditivo y de los materiales usados en su formulación, también, pueden variar con las propiedades del cemento portland y otros materiales con los cuales son usados.

- Reducción de agua: Para un mismo asentamiento y contenido de aire, los aditivos reductores de agua Tipo A, D y E pueden reducir los requerimientos de agua del concreto sobre el 10 por ciento.

- Trabajabilidad: Los aditivos Tipo A, D y E aumentan el asentamiento del concreto, si el contenido de agua de la mezcla se mantiene constante.

- Resistencia: Los aditivos Tipo A y E aumentan la resistencia del concreto en todas las edades. Los aditivos Tipo B y D aumentan la resistencia del concreto a la edad de 28 días de 15 a 25 por ciento.

ADITIVOS MINERALES PULVERIZADOS

Definición.-

Estos materiales son definidos como aditivos cuando son añadidos a la tanda de concreto como ingredientes separados, ya sea antes o durante la mezcla; tales materiales son por definición, adiciones cuando se encuentran mezclados con el cemento portland.

Los aditivos minerales pulverizados pueden ser clasificados en tres tipos: aquellos que son químicos relativamente inertes, cementantes y puzolánicos. Mucho de estos materiales son tan finos o más finos que el cemento portland.

Materiales.-

1.- Materiales químicos relativamente inertes: Esta clase incluye materiales tales como cuarzo de tierra, caliza de tierra, bentonita, cal hidratada y talco.

2.- Materiales cementantes: Los materiales cementantes incluyen cementos naturales, cales hidráulicas, cementos de escoria (mezcla de escoria de altos hornos y cal) y escoria de hierro granulada de altos hornos.

3.- Puzolanas: La puzolana se define como “un material silíceo o silíceo y aluminoso que posee un pequeño o ningún valor cementante, pero en forma pulverizada y en presencia de humedad reaccionará químicamente con el hidróxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos con propiedades cementantes”. Algunos ejemplos de materiales puzolánicos son: ceniza volante, cristal volcánico, tierras de diatomeas y algunas pizarras o arcillas ya sea calcinadas o naturales.

Efectos.-

- Mezcla de concreto fresca: En mezclas deficientes de “finos” (particularmente el material que pasa por la malla N° 200) la adición de un aditivo mineral pulverizado mejora la trabajabilidad, reduce el grado y la cantidad de exudación y segregación y aumenta la resistencia del concreto.

- Resistencia: El efecto de un aditivo mineral sobre la resistencia del concreto varia marcadamente con las propiedades del aditivo particular usado y con las características de la mezcla de concreto en la cual es usado. Generalmente en mezclas pobres aumenta y en mezclas ricas disminuye.

ADITIVOS DIVERSOS

ADITIVOS FORMADORES DE GAS.-

El contenido de vacíos del concreto puede ser aumentado con el uso de aditivos que generan burbujas de gas en la mezcla fresca durante e inmediatamente seguido del colado, antes del desarrollo de la fragua en el molde de la pasta de cemento.

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Los aditivos que producen estos efectos son peróxido de hidrógeno que libera oxígeno; aluminio metálico que libera hidrógeno y ciertas formas de carbono activo del cual el aire absorbido es liberado. Sólo el polvo de aluminio es usado extensamente para este propósito como un aditivo del concreto.

ADITIVOS PARA INYECCIONES.-

Muchos de los aditivos y materiales usados para propósitos específicos en el concreto, han sido sugeridos como aditivos para inyecciones.En los pozos petroleros cementantes y en algunas otras operaciones de inyección, los aditivos son algunas veces usados para prevenir la pérdida rápida de agua de la pasta de cemento a las formaciones circundantes. Alguno de los materiales sugeridos para este uso son gels, arcillas, almidón pregelatinizado y celuloso metálica.

ADITIVOS EXPANSIVOS.-

Los aditivos expansivos son materiales que, durante el periodo de hidratación del concreto, se expanden ellos mismos o reaccionan con otros constituyentes del concreto para causar expansión. Estos aditivos son usados para minimizar los efectos de la retracción del secado.

Los agentes expansivos que podríamos considerar para este propósito son los siguientes:

- Fierro pulverizado o granulado y químicos para promover la oxidación del fierro, son usados para producir algunos morteros y concretos expansivos o compensadores de retracción.

- Un cemento sulfo-aluminoso para uso con cemento portland, hecho por la calcinación de una mezcla de yeso, bauxita y caliza. Es usado en cantidades de 9 a 25 por ciento de peso de cemento portland.

ADITIVOS PEGANTES.-

Son emulsiones de agua de cualquiera de los varios materiales orgánicos que son mezclados con el cemento portland o mortero de lechada para ser aplicados a superficies de concreto viejas justo antes de colocar el mortero o concreto de parcheo. Su función es aumentar la resistencia de adherencia entre el concreto viejo y el nuevo.

Los aditivos pegantes comunmente usados están hechos de goma naturales, gomas sintéticas o cualquiera de un gran número de polímeros orgánicos o copolímeros.Los polímeros incluyen cloruro polivinil, acetato polivinílico, acrílicos y copolímero butadieno-estireno.Estas emulsiones son generalmente añadidas a la mezcla en proporciones equivalentes de 5 a 20 por ciento de peso de cemento.

ADITIVOS FUNGICIDAS, GERMICIDAS E INSECTICIDAS

Algunos materiales han sido sugeridos como aditivos para el concreto o mortero para impartir propiedades fungicidas, germicidas e insecticidas con el propósito de controlar el crecimiento de bacteria y hongo sobre los pisos y paredes de concreto.Entre los tipos de materiales más efectivos son:

- Fenol polihalogenados.

- Emulsión dieldrina.

- Compuestos de cobre.

Los tipos de adición varían de 0,1 a 10 por ciento de peso de cemento; cuando se emplea cantidades mayores del 3 por ciento, pueden tener efecto adverso sobre la resistencia del concreto.

ADITIVOS COLORANTES

Los pigmentos especialmente preparados para el uso en el concreto y mortero, se encuentran disponibles como materiales naturales o sintéticos. Estos pigmentos a menudo son añadidos para producir un color adecuado en el acabado del concreto, sin afectar materialmente las propiedades físicas de la mezcla.Los pigmentos frecuentemente usados para obtener una variedad de colores son los siguientes:

MATICES DE COLOR PIGMENTOS

Grises a negro Oxido de fierroRojo brillante Oxido de fierro rojoMarrón Oxido de fierro marrónMarfil o crema Oxido de fierro amarilloVerde Oxido de cromo

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Blanco Dióxido de titanio

Su dosificación es entre 2 y 10 por ciento de peso de cemento, no es recomendable el empleo de cantidades mayores.

ADITIVOS QUIMICOS PARA REDUCIR LA EXPANSION ALCALI - AGREGADO

Se ha probado que las sales de litio y bario y ciertos aditivos inclusores de aire y algunos reductores de agua, producen reducciones en la expansión de especímenes de mortero de laboratorio. Dichas reducciones han sido obtenidas usando adiciones de 1 por ciento de peso de cemento para sales de litio y adiciones de 2 a 7 por ciento de peso de cemento para ciertas sales de bario.

ADITIVOS IMPERMEABLES

Los aditivos para impermeabilizar incluyen jabones, estearato de butilo y ciertos productos de petróleo.

- Los jabones constan de sales de ácidos grasos, usualmente estearato u oleato de calcio o amonio. Se recomienda que el total del jabón añadido no exceda de 0,2 por ciento de peso de cemento.

- El estearato de butilo tiene una acción parecida a la del jabón, proporciona un efecto repelente al agua pero no incorporan aire. Su empleo no debe ser mayor de 1 por ciento de peso de cemento.

- Entre los productos de petróleo están los aceites minerales, emulsiones de asfalto y ciertos asfaltos acortados. Su empleo no debe ser mayor de 5 por ciento de peso de cemento.

ADITIVOS REDUCTORES DE PERMEABILIDAD

Los aditivos tratados como impermeables no reducen el coeficiente de permeabilidad del concreto saturado; sin embargo, los polvos minerales, apropiadamente proporcionados, reducen la permeabilidad de la mezcla en la cual el contenido de cemento de la pasta es relativamente bajo.

ADITIVOS QUE PROHIBEN LA CORROSION

Se ha encontrado que el concreto proporciona amplia protección al acero contenido en éste, excepto en ciertos casos en que las aguas de filtración y percolación encuentren una vía a través del concreto, removiendo y carbonizando el hidróxido de calcio.El uso del benzoato en un 2 a 10 por ciento de peso de cemento, es efectivo. También el lignosulfanato de calcio reduce el grado de corrosión del acero en el concreto con cloruro de calcio.

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