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Aditivo expansor para morteros y hormigones

Tema:  ADITIVOS Y FIBRAS
Autor: Lic. Geol. Norberto M. Mangin – Lic. Matías Molina
Fecha Publicación: 30/04/2009

Entre los nuevos desarrollos de la tecnología del hormigón se encuentran las aplicaciones de los aditivos expansores utilizados para compensar la contracción que se produce por efecto del fraguado y endurecimiento del cemento Pórtland en morteros y hormigones.

En recientes reuniones técnicas se comenzó a desarrollar el interés en los temas relacionados con los métodos de ensayos aplicados a la medición de la contracción, aparición de fisuras y medición de la efectividad en hormigones de retracción compensada. Actualmente, la empresa Chimica Edile Argentina cuenta en el país con la producción industrial de un aditivo expansor en base mineral. La disponibilidad de producción local, sumada a su experiencia en Europa, va a permitir desarrollar localmente el uso de los aditivos expansores para hormigones y morteros.

Descripción del producto

El aditivo expansor es un producto inorgánico en polvo exento de cloruros y de otros componentes perjudiciales para el hormigón. Está compuesto por un óxido de calcio tratado térmicamente de un modo particular y mediante un grado de molienda controlado. Con la propiedad principal de un aditivo expansor para utilizar en mezclas de hormigón y morteros cementíceos por una parte se compensa la contracción por fraguado y endurecimiento y se da lugar a una expansión adicional. Esta propiedad expansiva induce a una disminución de la porosidad, con la consiguiente reducción de la permeabilidad, un incremento de la resistencia a la compresión, un incremento de la durabilidad y una mayor adherencia al hierro de las estructuras.

Tipos de aditivos expansivos dry®d1

TIPO M: su acción expansiva prevalece durante la fase plástica previa para alcanzar el endurecimiento. Para aplicación en mezclas de morteros cementíceos se recomienda adicionar del 0,5 al 1% en peso del total de sólidos de la mezcla.

TIPO C: su acción expansiva prevalece durante la fase de endurecimiento del hormigón. Particularmente se usa para compensar el efecto del secado por la pérdida de humedad e inducir a un estado de precomprensión en el hormigón armado.

A diferencia de otros aditivos expansivos basados en la formación de ettringita (sulfoaluminato hidratado de calcio), estos aditivos expansivos no contienen yeso y desarrollan un mayor grado de expansión y estabilidad que gradualmente incrementa la durabilidad de los productos manufacturados (disminuyen o eliminan el riesgo de fisuras, incrementan la alcalinidad que protege las armaduras, producen auto pre-compresión e incrementan la resistencia mecánica). Ambos productos son para uso profesional.

Campo de aplicación

El aditivo expansivo para morteros se recomienda en el sector de los premezclados, para la fabricación de morteros de contracción compensada como micropisos, revoques premezclados, morteros autonivelantes empleados en la terminación de obra, en el campo de la restauración o en trabajos de precisión. El aditivo expansivo para hormigones se emplea para reducir o anular la contracción natural del hormigón, compensando la fisuración e incrementando la impermeabilidad y, por lo tanto, la durabilidad de los productos elaborados sometidos a condiciones ambientales con agresiones físico-químicas.

Estructuras de hormigón armado y hormigón pretensado: vigas, tejados, arcos, coberturas, casquetes de túneles, puentes, cúpulas y coberturas en hormigón a la vista; pisos para cámaras frigoríficas e industriales; y estructuras delgadas.

Trabajos de hidráulica: piletas para plantas de depuración, cloacas, galerías subterráneas, canalizaciones y depósitos para líquidos; estructuras portuarias en ambiente marino, muelles y bloques rompe-ola; e inyecciones de sellado hermético.

Premoldeados: durmientes para ferrocarril, vigas precomprimidas, paneles prefabricados, postes y caños.

Refuerzo de estructuras: mantenimiento extraordinario de estructuras en hormigón armado y también bajo cargas; anclaje de máquinas y consolidación de rocas.

Características técnicas

El grado de expansión depende del dosaje del agente expansivo, del tipo y la cantidad de cemento, de la relación agua/cemento y del tipo y la naturaleza del agregado. La expansión depende de la duración del mezclado, de la temperatura, de la condición y de la duración del tiempo de maduración del hormigón con el agente expansivo. Todos los factores que aceleran la velocidad de hidratación del cemento favorecen la expansión durante la fase plástica y, por lo tanto, reducen el grado de expansión durante la fase de endurecimiento. Un prolongado tiempo de mezclado eleva la temperatura, y la adopción de una excesiva relación agua/cemento (> 0.50) reduce la cantidad de expansión.

En el hormigón armado el contraste ofrecido por el hierro de la armadura y la expansión producida por el aditivo expansor inducen a un esfuerzo de tracción en el acero y se crea un estado tensional de compresión en el hormigón. La acción de precomprensión inducida por la expansión de aditivo por reacción físico- química en el concreto inhibe en forma parcial o total el desarrollo de tensiones por pérdida de humedad; impide la tracción que se produce en el concreto y al mismo tiempo la formación de un estado de fisuración; y otorga una ventaja en la durabilidad de los productos manufacturados en hormigón armado.

En aplicaciones donde se requiere una elevada precisión de las variaciones dimensionales y donde el dosaje incorrecto del aditivo expansivo compromete el buen resultado de la intervención (por ejemplo, juntas de elementos prefabricados, anclajes de máquinas o acabados superficiales) es preferible usar un producto premezclado en seco con contracción compensada (con acción expansiva en la fase plástica y en la de endurecimiento) y optimizados para el uso particular como los antes mencionados.

Preparación de la mezcla

El aditivo expansor se introduce en la mezcladora junto con el cemento y todos los otros componentes. Para mejorar la eficacia del aditivo reductor de agua su adición debe ser hecha cuando se ha introducido más de la mitad del agua demandada para una mezcla. El tiempo de mezclado del hormigón es similar a aquél normalmente adoptado para la preparación de un hormigón normal.

Dosificación

El dosaje del aditivo expansor para hormigones está comprendido entre 0,3 y 0,5% en peso del total de los componentes sólidos (equivale a 3-5 kg por cada 100 kg de cemento). El grado de expansión es más efectivo cuanto menor sea la relación a/c y cuanto mayor sea la dosificación de cemento. Obviamente la dosificación dependerá del grado de expansión deseado y previsto para un mortero o un hormigón.

Fraguado

La expansión del hormigón puede ocurrir solamente si el curado del producto manufacturado se realiza en ambiente húmedo. El desarrollo de la mayor parte de la expansión generalmente ocurre a las 24-48 horas siguientes al mezclado. Otra ventaja respecto de los agentes expansivos a base de sulfoaluminato de calcio (ettringita) es que este aditivo expansor requiere del fraguado bajo condiciones húmedas; es más breve que los 5 ó 7 días necesarios para la formación de ettringita.

La reacción de hidratación (> 80%) de este aditivo expansor normalmente requiere de uno a tres días. Obviamente, si la humedad durante el fraguado se prolonga la performance del hormigón de retracción compensada resultará mejor. La humedad durante el fraguado debe ser prolongada especialmente en condiciones de calor o clima seco. Recomendamos efectuar un rociado frecuente de los productos manufacturados, cubrirlos durante los primeros días con láminas impermeables o tratar todas las superficies expuestas con productos anti-evaporantes.

Compatibilidad con otros productos

El aditivo expansor es compatible con todos los aditivos relacionados al hormigón elaborado:

  • adiciones en base a sílice activa (puzolanas, cenizas volantes o humos de sílice).
  • aditivos reductores de agua; superfluidificantes para la producción de hormigón de alta performance en términos de resistencia mecánica, impermeabilidad y durabilidad. Los equipos usados para mezclar y colocar en obra los hormigones o morteros que contengan aditivo expansor se pueden limpiar con agua.