03_agua_en_el_concreto_y_aditivos[1]

8/4/2019 03_AGUA_EN_EL_CONCRETO_Y_ADITIVOS[1]

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EL AGUA DE MEZCLA


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EL AGUA El agua es el elemento fundamental en la

preparacin del concreto; el cemento reaccionaqumicamente con la presencia de este elemento; paraadquirircaractersticas aglomerantes.

El agua permite, que los componentes del concretoadquieran propiedades en estado fresco, que permitanuna adecuada manipulacin, y en estado endurecido,la convierta en un material resistente a los esfuerzos decompresin.


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Funciones del agua:1. Reaccionar con el cemento para hidratarlo.

2. Actuar como lubricante para contribuir a alatrabajabilidad del conjunto.3. Procurar la estructura de vacos necesaria en la pasta

para que los productos de hidratacin tengan espacio

para desarrollarse.4. Curado del concreto; El aumento de resistenciacontinuar con la edad mientras se encuentre cementosin hidratar.

Por lo tanto, la cantidad de agua que interviene en lamezcla de concreto es normalmente por razones detrabajabilidad, mayor de la necesaria para lahidratacin del cemento.


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El agua de mezcla.Las aguas potables y aquellas que no tengan

sabores u olores pueden ser utilizadas para prepararconcreto, sin embargo algunas aguas no potablestambin pueden ser usadas si cumplen con algunosrequisitos, en nuestro pas es frecuente trabajar conaguas no potables sobre todo cuando se tratan de obrasen las afueras de las ciudades.

Principalmente el problema del agua reside en laimpurezas y la cantidad de estas, que ocasionanreacciones qumicas que alteran el comportamiento

normal de la pasta de cemento.


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El agua de mezcla.Una regla emprica que sirve para estimar que

determinada agua sirve o no para la mezcla de concreto,consiste en establecer su habilidad para el consumohumano, ya que lo que no daa al hombre no daaal concreto.

Los efectos ms perniciosos que pueden esperarse deaguas de mezcla con impurezas son: Retardo en el endurecimiento,

Reduccin en la resistencia,

Manchas en el concreto endurecido,

Eflorescencias,

Contribucin a la corrosin del acero,

Cambios volumtricos.


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CARACTERSTICAS FISICAS Y QUIMICAS

Las caractersticas fsicas y qumicas del agua, estndefinidas por la NTP 339.088 que establece losrequisitos a considerar para agua de mezcla y curado delconcreto.

La Norma Peruana NTP 339.088 considera aptas parala preparacin y curado del concreto, aquellas aguascuyas propiedades y contenidos de sustancias disueltas

estn comprendidos dentro de los siguientes lmites:


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CARACTERSTICAS QUIMICAS


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CARACTERSTICAS

Las sales u otras sustancias dainas que puedan estarpresentes en los agregados y/o aditivos, deben sumarsea la cantidad que pudiera aportar el agua de mezclado afin de avaluar el contenido total de sustancias

inconvenientes.Si en la masa del concreto se han de encontrar

embebidos elementos de aluminio y/o fierro galvanizado,el contenido de cloruros indicados en la tabla anterior,

deber disminuir a 50 ppm.


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Recomendaciones Adicionales:Si la variacin de color es un requisito que se desea

controlar, el contenido mximo de fierro, expresado en

in frrico, ser de 1 ppm.El agua deber estar libre de azcares o sus derivados.

Igualmente lo estar de sales de potasio o de sodio.

Si se utiliza aguas no potables, la calidad del agua,

determinada por anlisis de Laboratorio, deber seraprobada por la Supervisin.

La seleccin de las proporciones de la mezcla deconcreto se basar en resultados en los que se ha

utilizado en la preparacin del concreto el agua de lafuente elegida.


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Alternativas de empleo de agua de mar yotras.Las sales u otras sustancias dainas que puedan estar

presentes en los agregados y/o aditivos, deben sumarsea la cantidad que pudiera aportar el agua de mezclado afin de avaluar el contenido total de sustancias

inconvenientes.Si en la masa del concreto se han de encontrar

embebidos elementos de aluminio y/o fierro galvanizado,el contenido de cloruros indicados en la tabla anterior,

deber disminuir a 50 ppm.


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Utilizacin de aguas no potables

Cuando el agua a ser utilizada no cumpla con uno o varios de losrequisitos indicados en la tabla anterior, se deber realizar ensayoscomparativos empleando el agua en estudio y agua destilada opotable, manteniendo similitud de materiales y procedimientos.Dichos ensayos se realizarn, de preferencia, con el mismo cemento

que ser usado. Dichos ensayos incluirn la determinacin deltiempo de fraguado de las pastas y la resistencia a la compresin demorteros a edades de 7 y 28 das.

El tiempo de fraguado no es necesariamente un ensayo satisfactoriopara establecer la calidad del agua empleada ni los efectos de la

misma sobre el concreto endurecido. Sin embargo, la Norma NTP339.084 acepta que los tiempos de fraguado inicial y final de lapasta preparada con el agua en estudio podrn ser hasta 25%mayores o menores, respectivamente, que los correspondientes alas pastas que contienen el agua de referencia.


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Utilizacin de aguas no potables

El agua de mar no es adecuada para producir concreto reforzadocon acero y no deber usarse en concreto preforzados debido alriesgo de corrosin del esfuerzo, particularmente en ambientesclidos y hmedos. El agua de mar que se utiliza para producirconcreto, tambin tiende a causar eflorescencia y humedad ensuperficies de concreto expuestas al aire y al agua


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Anlisis Tpicos de Agua, ppm

Sustancia qumicaAgua de

abastecimientoAgua de mar

Slice (SiO2) 0 a 25

Hierro (Fe) 0 a 0.2

Calcio (Ca) 1 a 100 50 a 480

Magnesio (Mg) 0 a 30 260 a 1410

Sodio (Na) 1 a 225 2190 a 12,200

Potasio (K) 0 a 20 70 a 550

Bicarbonato (HCO3) 4 a 550

Sulfato (SO4) 2 a 125 580 a 2810

Cloruro (Cl) 1 a 300 3960 a 20,000

Nitrato (NO3) 0 a 2

Total de slidosdisueltos

20 to 1000 35,000


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Criterios de Aceptacin paraAbastecimiento de Aguas Dudosas

LmitesMtodo de

ensayo

Resistencia a compresin,porcentaje mnima en relacin

al control, a los siete das90 %

ASTM C 109 oAASHTO T 106

Tiempo de fraguado, diferenciaen relacin al control, hr:min

De 1:00 ms tempranoa 1:30 ms tarde

ASTM C 191 oAASHTO T 131

ASTM C 94 o NTP 339.088


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Lmites Qumicos para Agua de Mezcla

Sustancia qumica o tipo de construccin Concentracinmxima en ppm Mtodo deensayoConcreto pretensado o concreto paratablero de puentes

500

Otros tipos de concreto reforzado enambiente hmedo o conteniendoelementos de aluminio o metalesdistintos embebidos o cimbraspermanentes de metal galvanizado

1,000

Sulfato, como SO4 3,000 ASTM D 516

lcalis, como (Na2O + 0.658 K2O) 600

Total de slidos 50,000 AASHTO T 26

ASTM C 94 o AASHTO M 157


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Lmites del ACI 318 para el Contenidode Iones Cloruro en el Concreto

Concreto pretensado 0.06%

Concreto reforzado expuesto a cloruros durante su

servicio 0.15%

Concreto reforzado que va a ser mantenido seco yprotegido de la humedad durante su vida 1.00%

Otras construcciones en concreto reforzado0.30%


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-Normas Tcnicas Peruanas para el agua del concretoPara el ensayo del agua se tendrn en consideracin las siguientesNormas:

NTP 339.070: Toma de muestras de agua para la preparacin y curadode morteros y concretos de cemento Prtland.

NTP 339.071: Ensayo para determinar el residuo slido y el contenido demateria orgnica de las aguas.

NTP 339.072: Mtodo de ensayo para determinar por oxidabilidad el

contenido de materia orgnica de las aguas.NTP 339.073: Mtodo de ensayo para determinar el ph de las aguas.

NTP 339.074: Mtodo de ensayo para determinar el contenido desulfatos de las aguas.

NTP 339.075: Mtodo de ensayo para determinar el contenido de hierrode las aguas.

NTP 339.076: Mtodo de ensayo para determinar el contenido decloruros de las aguas.


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ADITIVOS PARACONCRETO


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ADITIVOS

Hay quienes afirman que los primeros aditivospara el concreto fueron la clara del huevo y lasangre.

El cemento Prtland de fabricacin reciente(1850), poco tiempo despus se le agreg yesocrudo, con el fin de obtener fraguados masregulares, agregndosele al cemento en el

momento de su fabricacin y luego al mismoconcreto al momento de la mezcla.


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Se comenzaron a utilizar con el fin de regular la duracindel fraguado, y sobre todo para poder acelerarlo, as

como confeccionar concretos mas impermeables.

A principios de siglo se comenz agregando silicatosdico y diversos jabones para mejorar la

impermeabilidad, llegando a usarse polvos y ocres paradarle color al concreto. Los fluatos y los fluosilicatos seempezaron a usar como endurecedores de superficie.Mas tarde a medio siglo se empezaron a usaranticongelantes.


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La tecnologa y los aditivos

Recientemente y gracias al progreso de laindustria qumica, las materias plsticas hansido incorporadas al concreto, y actualmente

podemos encontrar un sinnmero de productosen el mercado que satisfacen la gran mayorade las necesidades para los usuarios deconcreto.


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El xito al usar los aditivos depende mucho de

la forma de uso y de la acertada eleccin delproducto apropiado.

Se ha progresado mucho en este campo y esconveniente que los usuarios se informen ya

que la eficacia depende en gran parte de esto.


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Definicin Es un producto que adicionado al cemento,

mortero o concreto en su estado fresco o seentiende por aditivo todo aquel que endurecidoque varia una o mas de sus propiedades. Sepresentan en polvo, pasta o liquido.

Segn la norma se le define como: Un materialdistinto del agua, agregados y cemento hidrulicoque se usa como ingrediente en concretos omorteros y se aade a la mezcla inmediatamente

antes o durante su mezclado.


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Razones de empleo de un

aditivoAlgunas de las razones para el empleo de un aditivo son:a) En el concreto fresco:- Incrementar la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua.- Disminuir el contenido de agua sin modificar su trabajabilidad.

- Reducir o prevenir asentamientos de la mezcla.- Crear una ligera expansin.- Modificar la velocidad y/o el volumen de exudacin.- Reducir la segregacin.- Facilitar el bombeo.- Reducir la velocidad de prdida de asentamiento.


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Razones de empleo de un

aditivob) En el concreto endurecido:- Disminuir el calor de hidratacin.

- Desarrollo inicial de resistencia.

- Incrementar las resistencias mecnicas delconcreto.- Incrementar la durabilidad del concreto.- Disminuir el flujo capilar del agua.

- Disminuir la permeabilidad de los lquidos.- Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo.- Mejorar la resistencia al impacto y la abrasin.


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Como se utilizan?

Los aditivos se dosifican hasta en un 5% del peso dela mezcla y comnmente son usados entre el 0.2% y0.5% del peso del cemento.

La utilizacin de aditivos no debera, con todaobjetividad ser subestimada o menospreciada.

El efecto deseado y su uso lo describen los propiosfabricantes pero algunos son desconocidos incluso

por ellos, por lo que es importante que antes de suuso se realicen pruebas a fin de constatar laspropiedades del material.


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Consecuencias de los efectos de cadaaditivo

Adems de lo ya antes mencionado los efectosvaran por las condiciones atmosfricas yfactores intrnsicos como son el contenido deagua, tipo de cemento, duracin de mezclado.

Ningn aditivo puede subsanar las deficienciasde una mezcla de concreto mal dosificada.


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Clasificacin de los aditivos

Debido a que sus efectos son muy variados, unaclasificacin as es muy extensa, adems debido a queun solo aditivo modifica varias caractersticas del

concreto, adems de no cumplir todas las queespecifica.

Sin embargo segn la norma tcnica ASTM-C497 es:


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TIPO A: Reductor de agua TIPO B: Retardante

TIPO C: Acelerante TIPO D: Reductor de agua retardante TIPO E: Reductor de agua acelerante TIPO F: Super reductor de agua TIPO G: Super reductor de agua retardante


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Existen otros tipos de clasificaciones que van deacuerdo a los tipos de materiales constituyenteso a los efectos caractersticos en su uso: como laclasificacin hecha por el comit 212 del ACI.

1. Aditivos acelerantes.2. Aditivos reductores de agua y que controlan el

fraguado.

3. Aditivos para inyecciones.4. Aditivos incorporadores de aire.5. Aditivos extractores de aire.



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6. Aditivos formadores de gas.7. Aditivos productores de expansin o expansivos.8. Aditivos minerales finamente molidos.

9. Aditivos impermeables y reductores depermeabilidad.

10.Aditivos pegantes (tambin llamados epxicos).



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11.Aditivos qumicos para reducir la expansindebido a la reaccin entre los agregados y losalcalies del cemento.

12.Aditivos inhibidores de corrosin.13.Aditivos fungicidas, germicidas o

insecticidas.

14.Aditivos floculadores.15.Aditivos colorantes.


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Aditivos

Inclusores de aire Reductores de agua Plastificantes Aceleradores Retardadores Para Control de Hidratacin Inhibidores de corrosin Reductores de contraccin Inhibidores de RAS Colorantes Aditivos diversos


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Aditivos Inclusores de Aire

Aumenta la durabilidad delconcreto expuesto a:

Congelacin-deshielo Descongelantes

Sulfatos

Ambientes lcali reactivos Aumenta la trabajabilidad

ASTM C 260 , NTP 334.089

D


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Dao porCongelacin

S fi i D d d l


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Superficie Descascarada delConcreto


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Aditivos Reductores de Agua

Reducir el agua de mezcla necesaria para

producir un cierto revenimiento (asentamiento) Reducir la relacin agua-cemento Reducir el contenido de cemento Aumentar el revenimiento (asentamiento) NTP 334.088

Usados principalmente para:


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Tipo A Reduce el contenido de agua 5% min.

Retarda el fraguado normalmente seadiciona acelerador

Tipo D Reduce el contenido de agua 5% min.

Retarda el fraguado

Tipo E

Reduce el contenido de agua 5% min. Acelera el fraguado

Aditivos Reductores de AguaASTM C 494


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Aditivos Reductores deAgua de Medio Rango

Reducen el contenido de agua en 6% a 12% Reducen el contenido de cemento

Reducen la relacin agua-cemento Facilitan la colocacin y el acabado


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Reducen el contenido de H2O del 12% a 30% La relacin a/c reducida produce concretos con:

Aumento de la resistencia inicial Reduce la penetracin de iones

ASTM C 494

Tipo F Reductor de agua

Tipo G Reductor de agua y

retardador

Aditivos Reductores deAgua de Alto Rango


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Superplastificantes paraConcreto Fluido

Son esencialmente reductores dealto rango

Superfluidificantes, Superfluidizantes

NTP 334.088


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Producen concretos fluidos con alto

revenimiento (asentamiento) ( 190 mm [7.5

pulg.])

Reducen el sangrado (exudacin)

Los plastificantes con revenimiento extendido

reducen la prdida de revenimiento

Superplastificantes para

Concreto Fluido


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Concreto

Fluido


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Aditivos Retardadores

Retardan el fraguado o la velocidad del

endurecimiento para:

Colocacin en clima caluroso

Colocacin difcil Procesos especiales de acabado

NTP 334.088


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AditivosAceleradores

Aceleran:

Hidratacin (fraguado) Desarrollo de la resistencia en edades

tempranas

Aceleradores a base de cloruro de calcio:

Aumentan contraccin por secado

Corrosin potencial del refuerzo Descascaramiento potencial

Oscurecen el concreto

NTP 334.088


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Contenido Mximo de Iones Cloruro

Tipo de elemento

Contenido mximo de ionessolubles en agua (Cl-) en elconcreto, porcentaje de la

masa de cemento

Concreto Pretensado 0.06

Concreto reforzado (armado)expuesto a cloruros durantesu servicio

0.15

Concreto reforzado que va asecar o va a estar protegidode la humedad durante suservicio

1.00

Otras construcciones de

concreto reforzado 0.30


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Inhibidores de

Corrosin

Control de la corrosin

del acero del refuerzo La dosis depende delnivel de cloruros previsto


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Aditivos Reductores de Contraccin


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Aditivos Colorantes (Pigmentos)

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