Estudio del Nitrato de Calcio como aditivo multifuncional en sistemas cementicios

Transcripción

1 Estudio del Nitrato de Calcio como aditivo multifuncional en sistemas cementicios Dr. Rancés Castillo Lara Ing. Yuniel Ernesto González Alomá Cayo Santa María, Cuba Noviembre 2013

2 Rápido avance en obra Acelerador de fraguado Isla rodeada de costa Inhibidores de corrosión Adquiridos por Cuba en firmas productoras de aditivos como la RUREDIL, SIKA, MAPEI etc. Mayor costo Búsqueda de nuevas alternativas más económicas y que a la vez sean eficientes.

3 Efecto acelerador en la hidratación del C3S Ref.: Roar Myrdal (2007). Accelerating admixtures for concrete SINTEF: 35.

4 Ref.: Roar Myrdal (2007). Accelerating admixtures for concrete SINTEF: 35. La mayoría de los aceleradores comerciales para hormigones normales contienen nitrato de calcio como componente fundamental

5 Aplicaciones del NC como aditivo en el hormigón* Acelerador de fraguado (0,2 1%) Contrarrestar el efecto retardador producido por los plastificantes, manteniendo la reología (0,2 1%) Potenciador de la resistencia a largo plazo (1 3%) Aditivo contra la congelación o para hormigonado en invierno (1 3%) Inhibidor de la corrosión de acero inducida por cloruro (3 4%) *Ref: Justnes H, Kalcijev nitrat kot mnogo-funkcianalni dodatek betonu ( Calcium Nitrate as Multifunctional Concrete Admixture in Slovenian), 14th Slovenian colloquium on Concrete, Ljubljana, Slovenia, 29th May, 2007, pp

6 Índice de calidad U.M Especificación Tolerancia Norma para ensayo Densidad 25 C g/cm Mín. NC 28: Contenido De calcio % 16 Mín. NC :1983 ph u NC :1983 Contenido de Nitrato de calcio % >49 Mín. NC :1983 Concentración exacta del Nitrato de Calcio Concentración de Calcio puro presente en el aditivo químico 59% 16% Técnica: gravimétrica, evaporación de agua Técnica: reactivos químicos

7 Propiedades Estudio a nivel de pastas -22% -43% SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Ri Ppi Ca O libre Total P-350 P % 25.82% 4.84% 4.82% 2.90% 3.75% 61.43% 56.50% 1.42% 1.41% 2.94% 2.96% 1.79% 8.21% CN 4.49%1,55%3.27% 1.0% 0.5% 98.07% 98.53% Ref.: JUSTNES HARALD & NYGAARD E.C Technical Nitrate as Set Accelerator for Cement at Low Temperatures. Cement and Concrete Research, 25,

8 Propiedades Estudio a nivel de pastas -11% -38% SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Ri Ppi Ca O libre Total P-350 P % 25.82% 4.84% 4.82% 2.90% 3.75% 61.43% 56.50% 1.42% 1.41% 2.94% 2.96% 1.79% 8.21% CN 4.49%1,55%3.27% 1.0% 0.5% 98.07% 98.53% Ref.: JUSTNES HARALD & NYGAARD E.C Technical Nitrate as Set Accelerator for Cement at Low Temperatures. Cement and Concrete Research, 25,

9 Estudio a nivel de pastas

10 Estudio a nivel de pastas 0.12 mw/g de pasta CPO-0.0NC CPO-0.6NC 0.06 CPO-1.0NC CPO-1.4NC Tiempo (horas)

11 Estudio a nivel de pastas Ref.: Roar Myrdal (2007). Accelerating admixtures for concrete SINTEF: 35.

12 Estudio a nivel de pastas CPO-1.4NC Pont-1.4NC Zoad-1.4NC 0.1 Zoad-1.0NC CPO-1.0NC mw/g de cemento mw/g de cemento Pont-1.0NC tiempo (horas) tiempo (horas)

13 Estudio a nivel de morteros 570d 7d 3d 1d

14 Hormigón sin Nitrato de Calcio Hormigón con 2% Nitrato de Calcio Ref.: Justnes, H., A. Thys, et al. (2002). Porosity And Diffusivity Of Concrete With Long-Term Compressive Strength Increase Due To Addition Of The Set Accelerator Calcium Nitrate. 9th DBMC.

15 Estudio a nivel de morteros CPO-0% CPO-1,4%

16 Estudio a nivel de morteros Place in rich Cl- solution 40 ºC, 20 days Different concrete cover High w/c ratios Keep on open air (indoor, outdoor) Measurements

17 Estudio a nivel de morteros Efectos del inhibidor: 1) Elevar el nivel de cloruros necesarios iniciar corrosión 2) Disminuir el grado corrosión incluso si comenzado Esquema de la Reacción de Corrosión en presencia de Cloruros (Ueli Angst, 2011). iones para de ha

18 Estudio a nivel de morteros Higher concentrations Less salts scaling Less rusted area

19 Estudio a nivel de morteros ASTM C876: Standard Test Method for Half-Cell Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete Concrete Resistivity UNE

20 Conclusiones Es necesaria la búsqueda de aditivos de producción nacional como nueva alternativa económica para la construcción en Cuba. El Nitrato de Calcio se muestra como variante en el empleo de aditivos en hormigones y morteros cubanos. El Nitrato de Calcio en forma de disolución producido en Cuba, actúa como aditivo acelerador de fraguado cuando se emplea en una dosis de 1.4% respecto a la masa de cemento seca. El uso del Nitrato de Calcio como aditivo químico en el hormigón no tiene consecuencias en la reología de la pasta, al menos en el rango de (0-1.4%). El Nitrato de Calcio en forma de disolución producido en Cuba, pudiera actuar como aditivo inhibidor de la corrosión del acero de refuerzo, obteniéndose un 5% como dosificación óptima dentro del campo de experimentación realizado.

21 FIN