Esta definición no considera pues, como aditivos a aquellos cuya dosificación rebase el 5% del peso del cemento.

Transcripción

1 LOS ADITIVOS DEFINICIÓN Y GENERALIDADES. Los aditivos se definen como: aquellas sustancias o productos que, incorporados al mortero antes o durante el amasado y/o durante el amasado suplementario, en una proporción no superior al 5% del peso de cemento (salvo casos especiales), producen la modificación deseada de dicho mortero en estado fresco y/o endurecido- de alguna de sus características, de sus propiedades habituales o de su comportamiento. (UNE-EN 934) Esta definición no considera pues, como aditivos a aquellos cuya dosificación rebase el 5% del peso del cemento. La comercialización de productos que mejoran algunas de las cualidades de los morteros, data de Se trataba, entonces, de hidrófugos, de aceleradores del fraguado o de hidrófugos-aceleradores de fraguado, que se utilizaban para la confección de morteros destinados a la reparación de obras subterráneas de mampostería o de ladrillo, cuyas juntas se hubiesen deteriorado. Los plastificantes fueron comercializados hacia Los agentes inclusores de aire aparecieron en los EE.UU. en 1939, y su utilización en Europa no empezó hasta después de la segunda guerra, en En cuanto a los retardadores, si bien su comercialización no tuvo lugar hasta bastante tarde, los efectos de ciertos productos eran conocidos hacía tiempo. (Venuat, 1972) Más recientemente y gracias al progreso de la industria química, las materias plásticas se fueron incorporando. Hace una decena de años que los aditivos se multiplican en muchos países. Los fabricantes ponen a punto productos más adecuados a las necesidades de la construcción moderna. Sin el uso de aditivos, no existirían los morteros secos modernos ni tampoco podrían lograrse muchas propiedades técnicas. Los aditivos son de origen orgánico o inorgánico y, con frecuencia, de naturaleza polimérica. Los aditivos pueden mejorar el amasado con agua del mortero seco, así como las propiedades del mortero fresco (su comportamiento reológico o trabajabilidad) y las propiedades del mortero fraguado, incluso el mismo comportamiento de fraguado. Los requisitos que deben cumplir son que, el empleo de un aditivo no debe deteriorar las características del mortero (mecánicas, químicas, físicas...); eventualmente, se puede aceptar una pequeña disminución de éstas. Cuando se 1

2 utilicen varios aditivos, que tienen que ser compatibles entre sí, debe conocerse la influencia mutua en los resultados finales. Los aditivos (excepto los sólidos poco solubles en agua) se deben incorporar disueltos en el agua de amasado o en forma de dispersión estable, después de mezclarlos y homogeneizarlos con toda o con una parte de dicha agua de amasado. El aditivo no se debe incorporar al cemento, a no ser que ésta incorporación se tenga que efectuar de acuerdo con las características propias del aditivo, de la fabricación del mortero, o que figure, explícitamente, en las prescripciones especiales del mismo o de la obra. Los aditivos aptos para morteros deben cumplir las exigencias prescritas en la norma UNE-EN FUNCIONES DE LOS ADITIVOS. Los aditivos pueden actuar sobre una y/o varias de las propiedades de los morteros, produciendo, fundamentalmente, la modificación de una de ellas y/o la de otras. (UNE-EN 934) Función principal. Cada aditivo se caracteriza y define por producir una modificación determinada, y solamente una, de alguna de las propiedades o características del mortero en estado fresco o endurecido. Esta propiedad se define como función principal. La eficacia de la función principal de cada aditivo, depende de su dosificación y de los materiales utilizados. Función secundaria. Los aditivos, pueden, accesoriamente, modificar alguna o algunas de las propiedades o características del mortero, independientemente de la que define la función principal. Esta modificación o modificaciones se conocen con el nombre de función secundaria. Las funciones secundarias se caracterizan por presentar una eficacia que es independiente de la que ejerce la función principal; esta eficacia depende del tipo de mortero y de sus condicione de puesta de obra. 2

3 Efecto secundario. El empleo de un aditivo puede producir modificaciones inevitables de ciertas propiedades o características de los morteros, que no se requieren como función secundaria (por ejemplo, débil descenso de las resistencias mecánicas, retraso del tiempo de fraguado, etc.). El fabricante debe poner en conocimiento del usuario los efectos secundarios de un aditivo si los tiene CLASIFICACIÓN. La clasificación de los aditivos, está basada en la función principal que ejercen sobre las propiedades o características de los morteros en estado fresco o endurecido; esta función principal figura en la clasificación y en la definición de los aditivos. (AENOR, 1995). Determinados aditivos pueden presentar, además, otras funciones secundarias y/o efectos secundarios, asociados a la función principal sobre una(s) determinada(s) característica(s) de los morteros. Estas funciones secundarias y efectos secundarios, si los hay, se indican en las definiciones de los aditivos. Podemos distinguir los siguientes grupos: 1) Aditivos que modifican la reología de los morteros en estado fresco. 2) Aditivos que modifican el fraguado y/o el endurecimiento de los morteros. 3) Aditivos que modifican el contenido de aire (o de otros gases) de los morteros. 4) Generadores de expansión. 5) Aditivos que mejoran la resistencia a las acciones físicas. 6) Aditivos que mejoran la resistencia a las acciones físico-químicas. 7) Otros aditivos 3

4 ❶ Aditivos que modifican la reología de los morteros en estado fresco. Son sustancias o productos cuya función principal es mejorar la trabajabilidad (ductilidad, manejabilidad, docilidad etc.) del mortero en estado fresco. Plastificantes. principal es: Aditivos, generalmente sólidos en polvo e insolubles en agua, cuya función mejorar la trabajabilidad de mortero para una determinada relación agua/cemento. permitir una modificación de la cantidad de agua para una trabajabilidad dada. La figura 3.5 nos muestra como actúan los aditivos plastificantes. Figura 3.5. Acción de los aditivos plastificantes provocando el proceso de repulsión entre partículas (Rodríguez- Mora y col., 2003). Actúan mecánicamente y físicamente, a dosis tanto más débiles cuanto más finos son los productos. Estos aditivos alteran poco las restantes propiedades de los morteros. Reductores de agua (Fluidificantes). Aditivos cuya función principal es: disminuir el contenido de agua de un mortero para una trabajabilidad dada. 4

5 aumentar la trabajabilidad de un mortero para un mismo contenido de agua sin producir segregación. obtener simultáneamente ambos efectos. Determinados reductores de agua producen, además, funciones y efectos secundarios, retrasando o acelerando el tiempo de fraguado o disminuyendo la velocidad de endurecimiento del mortero; a veces pueden provocar ambos efectos y funciones simultáneamente. Algunos fluidificantes exigen un mínimo de reducción de agua, con relación al testigo. La ausencia de esta reducción de agua, o una reducción insuficiente, puede producir efectos secundarios perjudiciales. Superplastificantes (Superfluidificantes). Aditivos cuya función principal es: aumentar significativamente, la trabajabilidad de mortero para una relación agua/cemento dada. producir una reducción considerable de la relación agua/cemento, para una determinada trabajabilidad. obtener simultáneamente ambos efectos. Los efectos producidos por estos aditivos son más enérgicos, que los correspondientes a los reductores de agua. Los superplastificantes (superfluidificantes) no deberán producir fenómenos acentuados de exudación ni segregación de finos. Los superfluidificantes influyen de forma significativa en la cantidad de agua necesaria para elaborar el mortero. Un mortero que contiene superfluidificantes requiere menos agua de lo habitual para adquirir la misma consistencia. Dicho de otro modo, si no se varía la cantidad de agua se reduce la consistencia. El efecto de la superfluidificación se explica por el hecho de que las diferentes cargas superficiales de las partículas del cemento producen una inclusión de agua al aglomerarse. La utilización del superfluidificante equilibra la tensión superficial y confiere al mortero una 5

6 consistencia fluida. En función de las restricciones legales y de las ventajas técnicas emplean caseína (numerosos fabricantes) o superfluidificantes sintéticos fabricados con sulfonatos de lignina, naftalina, condensados de melamina-formaldehído o carboxilatos de poliéter, etc. Entre los fabricantes de superfluidificantes cabe citar SKW (Trostberg, Alemania), Sika (Suiza) o Perstorp (Suecia). Los morteros que requieren muy buenas propiedades autonivelantes, como las masas y solados autonivelantes y los adhesivos líquidos para baldosas. La dosificación normal oscila entre un 0.2 y un 1 %. (Bayer y Lutz, 1998). Resinas. Las resinas se definen como ligantes orgánicos poliméricos que aportan, principalmente al mortero, adherencia química. Se emplean fundamentalmente para la fabricación de morteros cola, impermeables, de reparación, etc. Las resinas mejoran las propiedades durante la aplicación del mortero, en el fraguado y a lo largo de su vida útil. Entre los efectos, son destacables: Aumento de la capacidad adherente. Aumento de la elasticidad. Mejora de la impermeabilidad. Retenedores de agua. Estos aditivos aumentan enormemente la capacidad de retención de agua e impiden, así, que el mortero pierda agua con demasiada rapidez. Se fundamentan en el incremento de la viscosidad de la pasta y generan los siguientes efectos: Reducen la absorción de agua y su tendencia a la evaporación. Mantienen suficiente agua para que el cemento se hidrate convenientemente y desarrolle, de modo conveniente, todas sus propiedades. Modulan la viscosidad de la masa de mortero. Atenúan la tendencia a la exudación en los casos de granulometrías incorrectas o carencia de finos. ❷ Aditivos que modifican el fraguado y/o el endurecimiento de los morteros. 6

7 Son sustancias o productos cuya función principal es modificar el fraguado y/o el endurecimiento de los morteros acelerándolos o retardándolos con relación a los testigos. Aceleradores de fraguado. Aditivos cuya función principal es reducir o adelantar el tiempo de fraguado (principio y final) del cemento, que se encuentra en el mortero. Los sistemas aceleradores se emplean en grandes cantidades en sistemas cementosos para ajustar las propiedades de fraguado. Los productos más utilizados son el formiato cálcico (Mebofix, Bayer, Leverkusen, Alemania) y el carbonato de litio (Chemental, Frankfurt, Alemania). Las cantidades añadidas pueden llegar hasta un 0.7 % en el caso del formiato cálcico y de hasta un 0.2 % en el caso del carbonato de litio. (Bayer y Lutz, 1998) La temperatura de mezcla (mortero) puede influir en la eficacia de los aceleradores de fraguado. La reducción de fraguado, puede producir una disminución de las resistencias mecánicas finales, con relación a las del mortero testigo; esta disminución de las resistencias puede ser temporal. Retardadores de fraguado. Aditivos cuya función principal es retrasar el tiempo de fraguado (principio y final) del cemento, que se encuentra en el mortero. Estos productos se utilizan principalmente en enlucidos y en masillas de relleno para juntas que contienen yeso. Sin aditivar retardadores, el fraguado del yeso es demasiado rápido, siendo los más utilizados las sales de ácidos de frutas como el ácido tartárico, el ácido cítrico y los ácidos sintéticos (distintos tipos de Retardan, de Tricosal, Illertissen, Alemania). La dosificación típica oscila entre el 0.05 y el 0.25 %. Determinados retardadores de fraguado pueden producir, generalmente, una disminución de las resistencias mecánicas iniciales (efecto secundario); sin embargo, las resistencias mecánicas aumentan frecuentemente, a medio plazo, con relación a las del mortero testigo. Aceleradores de endurecimiento. 7

8 Aditivos cuya función principal es aumentar o acelerar el desarrollo de las resistencias mecánicas iniciales de los morteros. Estos aditivos pueden producir una modificación del tiempo de fraguado (efecto secundario). La eficacia de estos productos puede variar con la temperatura. El aumento o aceleración del desarrollo de las resistencias iniciales puede producir una disminución de las resistencias finales, con relación a las del testigo; esta disminución puede ser temporal. La influencia de estos aditivos sobre el desarrollo del fraguado es despreciable; frecuentemente se acorta su duración. Algunos de estos aditivos pueden aumentar notablemente la retracción. ❸ Aditivos que modifican el contenido de aire (o de otros gases) de los morteros. Son sustancias o productos cuya función principal es modificar, en uno u otro sentido, el contenido de aire ocluido en los morteros testigo; también se incluyen en este grupo a los que modifican el contenido de otros gases. Inclusores de aire. Aditivos cuya función principal es producir en los morteros un número elevado de finas burbujas de aire, separadas y repartidas uniformemente. Estas microburbujas permanecen así durante el endurecimiento del material. Son agentes que actúan formando microporos de aire en el mortero, tal y como se observa en la figura 3.6. Figura 3.6. Esquema de actuación de los aditivos inclusores de aire. (Rodríguez-Mora y col., 2003). Este proceso físico reduce la densidad del mortero fresco, mejora la trabajabilidad y el rendimiento. El aire introducido mejora además el aislamiento térmico, pero disminuye la resistencia del mortero. Los aireantes son productos en polvo compuestos principalmente de sales sódicas de sulfonatos y sulfatos de ácidos 8

9 grasos. Las dosis utilizadas en revocos y mortero de albañilería suelen variar entre un 0.01 y un 0.06 %. Las dosis óptimas pueden establecerse controlando el contenido de aire del mortero y su trabajabilidad. El diámetro medio de las microburbujas es del orden de 0.05 mm. La eficacia de estos aditivos depende de la composición del mortero, de su elaboración y del procedimiento que se utilice para su puesta en obra. Generadores de gas. Aditivos cuya función principal es producir un gas por medio de una reacción química durante la colocación del mortero. Pequeñas cantidades de estos productos, en condiciones de empleo controladas, dan lugar a la formación de cantidades suficientes de gas, que producen una ligera expansión del mortero cuando se encuentran en estado fresco; después de su colocación se produce una reducción de la retracción. Con cantidades más elevadas de dichos productos se produce un volumen importante de gas. Generadores de espuma. Aditivos cuya función principal es producir, por medios mecánicos una espuma estable formada por burbujas de aire de tamaño variable, que se encuentra homogéneamente distribuida dentro de la masa, a la que confiere una estructura alveolar. Desaireantes o antiespumantes. Aditivos cuya función principal es eliminar el exceso de aire introducido en la masa por el empleo de ciertos áridos o de ciertos aditivos utilizados para obtener otra función principal, distinta a la introducción de aire. Los antiespumantes reducen el contenido de aire en los morteros frescos (los productos de Afitan P de Münzing CEIME, Heilbronn, Alemania). Actualmente existen antiespumantes en polvo de composiciones químicas diferentes. 9

10 ❹ Generadores de expansión. Aditivos cuya función principal es producir una expansión controlada y permanente en los morteros. Los límites en la expansión y retracción estipulados por los aditivos son los siguientes: Aditivos que compensan la retracción son aquellos que producen una expansión final comprendida entre 0 y 0.06 %. Aditivos que producen expansión libre son aquellos que dan lugar a una expansión final mayor o igual a 0.06 %. ❺ Aditivos que mejoran la resistencia a las accione físicas. Son sustancias o productos cuya función principal es conseguir que los morteros presenten mayor resistencia a la acción de los fenómenos de la naturaleza física que los testigos correspondientes. Aditivos protectores contra las heladas. Son sustancias o productos cuya función principal es mejorar la resistencia a las heladas de los morteros. Estos aditivos se comercializan para morteros en estado endurecido en forma de inclusores de aire basados en la introducción de microburbujas de aire (repartidas uniformemente en los morteros) aumentando así la resistencia de los mismos a las heladas; y también los podemos encontrar para morteros en estado fresco en forma de aceleradores de fraguado o aceleradores de endurecimiento. Aditivos que mejoran la resistencia a la congelación; anticongelantes. Son sustancias o productos cuya función principal es disminuir el punto de congelación del agua de amasado; además, pueden impedir la aparición de cristales de hielo en el mortero en estado fresco. Aditivos que reducen la penetrabilidad del agua (permeabilidad). Son sustancias o productos que, añadidos a los morteros durante el amasado, tienen como función principal incrementar la resistencia al paso del agua bajo presión a través de las mezclas endurecidas. La reducción de la penetrabilidad se obtiene por 10

11 un aumento de compacidad de los morteros, produciendo una disminución del número de capilares o la colmatación de éstos. Entre los productos que se utilizan para conseguir esta función principal se encuentran los que modifican la reología de los morteros en estado fresco. Repulsores de agua o hidrófugos. Aditivos que tienen como función principal disminuir la capacidad de absorción capilar o la cantidad de agua que pasa a través de un mortero saturado y sometido a un gradiente hidráulico. Los hidrofugantes impiden que el agua penetre dentro del mortero, pero no la difusión del vapor de agua. En la figura 3.7 se puede observar la acción de este aditivo. Figura 3.7. Esquema de funcionamiento del aditivo hidrófugo. (Rodríguez-Mora y col., 2003). La eficacia de los hidrofugantes puede medirse por la absorción capilar del agua (DIN 52617). Las principales aplicaciones de los hidrofugantes son los revocos cementosos para aplicaciones en exteriores, las masas minerales impermeabilizantes y las lechadas para baldosas cerámicas. Existen dos grupos de hidrofugantes en el mercado: las sales metálicas de ácidos grasos (estearato de zinc y oleato sódico, de Greven Ferrchemie, Bad Münstereifel, Alemania) y polvos redispersables hidrofugantes (gama VINNAPAS, de Wacker Polymer Systems, Burghausen, Alemania) el primer grupo presenta la ventaja de requerir menores tasas de adición (0.1 al 1 %) mientras el segundo grupo disfruta de una durabilidad significante mayor, ya que los polvos redispersables hidrofugantes no se eliminan del revoco por acción 11

12 de la lluvia incluso años después de su aplicación. Así mismo, los polvos redispersables hidrofugantes no causan problemas de humectación durante el amasado del mortero seco con agua y mejoran la adhesión del mortero seco al soporte. ❻ Aditivos que mejoran la resistencia a las acciones fisicoquímicas. Son sustancias o productos que tienen como función principal incrementar la resistencia de los morteros a los ataques de naturaleza física o química, internos o externos. Inhibidores de corrosión de armaduras. Aditivos cuya función principal es reducir la posibilidad de corrosión de las armaduras embebidas en el mortero. Se debe especificar la clase de armadura sobre la que actúa el aditivo, por ejemplo, inhibidor de corrosión para acero. Modificadores de la reacción álcali-áridos. Aditivos cuya función principal es la de impedir o dificultar la reacción entre ciertos áridos y los álcalis del cemento y reducir sus efectos expansivos. finos. Generalmente, estas sustancias son productos químicos o polvos minerales ❼ Otros aditivos. Aditivos para el bombeo. Son sustancias o productos que tienen como función principal reducir el rozamiento externo de la mezcla contra la tubería de conducción, sin modificar la relación agua/cemento. Aditivos para morteros proyectados. 12

13 Son sustancias o productos que tienen como función principal mejorar las condiciones de proyección, al disminuir el descuelgue del material proyectado y el rechazo. Aditivos para inyecciones. Son sustancias o productos que tienen como función principal aumentar la fluidez de los rellenos o morteros de inyección y reducir los riesgos de exudación y decantación. 13