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• Cristian Araujo
• Camilo Gonzales
• Nicolás Pino
• Cristian Poblete
• Luis Romero
FABRICACIÓN DEL HORMIGÓN
INTRODUCCIÓN
En el presente texto, nos referiremos a la conformación del hormigón, material usado
ampliamente en el área de la construcción, detallando cada uno de los principales componentes.
Nos detendremos en las propiedades de estos últimos y detallaremos su importancia dentro de la
mezcla, además de mencionar las funciones de cada componente y las cualidades que le confieren
al hormigón.
La mezcla de hormigón en si está formado básicamente por conglomerantes, áridos, agua
y eventualmente aditivos siendo en este caso el conglomerante más común el cemento.
Nos referiremos a temas de gran relevancia, por mencionar algunas: la relación
agua/cemento, calidad y granulometría de los distintos áridos, la importante labor del agua tanto
al interior como exterior del la mezcla y hormigón.
Además de lo ya mencionado daremos una leve pincelada sobre la necesidad, en algunas
ocasiones de incorporar aditivos a la mezcla para que el hormigón logre poseer las cualidades que
se desea.
EL HORMIGÓN
ASPECTOS GENERALES
• DEFENICIÓN
El hormigón es un material que está constituido básicamente por los áridos y la pasta de cemento.
Eventualmente se agregan aditivos.
Los áridos son los materiales pétreos compuestos de partículas duras, de forma y tamaño estable.
Habitualmente se dividen en dos fracciones: grava y arena. La pasta de cemento es el aglomerante del
hormigón, y está formada por el cemento y el agua. Los áridos, el cemento y el agua se mezclan juntos para
constituir una masa plástica y trabajable, que permite ser moldeada en la forma que se desee.
El cemento y el agua se combinan químicamente por un proceso denominado hidratación, del cual resulta
el fraguado del hormigón y su endurecimiento gradual; este endurecimiento puede continuar
indefinidamente bajo condiciones favorables de humedad y de temperatura, con un incremento de la
capacidad resistente del hormigón.
• VENTAJAS PRESENTADAS POR EL HORMIGÓN
El hormigón presenta una serie de ventajas sobre otros materiales de construcción, las cuales
indudablemente justifican su empleo tan difundido. Entre otras se pueden mencionar las siguientes:
a) Endurece y adquiere resistencia. Debido a su plasticidad, puede dársele cualquier forma.
b) Se moldea a temperatura normal, no necesita calor.
c) No se corroe; resiste a muy diversas condiciones ambientales. Tiene buena durabilidad.
d) Es resistente al fuego, por lo menos hasta 400°C de temperatura.
e) Los materiales que se emplean en su fabricación existen en todas partes del globo terráqueo y son
fáciles de encontrar.
• CLASIFICACIONES DEL HORMIGÓN
Se fabrica una gran variedad de hormigones, los que se pueden clasificar atendiendo a diversas
consideraciones.
a) Según resistencia a compresión.
La Norma NCh 170 of. 85 establece una clasificación para el hormigón en grados según sea la
resistencia especificada a la ruptura por compresión a los 28 días, medida en probetas cúbicas de 20
cm de arista.
b) Según resistencia a flexotracción.
La Norma Chilena NCh 170 of. 85 también establece una clasificación del hormigón en grai según
su resistencia especificada a la flexotracción a 28 dias, medida en probetas prismáticas de 15 x
15 cm de sección y 50 a 60 cm de longitud.
c) Según presencia de armaduras de refuerzo
- hormigón simple = sin armaduras.
- hormigón armado = con armaduras.
d) Según su densidad aparente.
- Hormigón liviano o ligero. Estos hormigones pueden ser de relleno o aislante, o bien
es turales. Sus densidades aparentes varían entre 300 y 1.800 kg/m 3.
- Hormigón corriente. Su densidad aparente varía entre 2.000 y 2.800 kg/m 3.Su resiste
a compresión puede superar los 700 kg/cm 2.
- Hormigón pesado. Su densidad aparente varía entre 3.000 y 4 500 kg/m 3.Su
resistencia compresión se puede asimilar a la del hormigón corriente.
e) Otros hormigones.
También existen otros hormigones más particulares: con fibras (metálicas o no metálicas)
azufre, con polímeros, etc.
CARACTERÍSTICAS PARTICULARES DEL HORMIGÓN
� Resistencia a la tracción
Aun cuando el hormigón en general se diseña para resistir esfuerzos de compresión,
frecuentemente debe trabajar solicitado a tracción como ocurre en vigas, losas, pavimentos, etc.
El hormigón no tiene capacidad para soportar esos esfuerzos, ya que su resistencia a tracción varía
en el rango de Ve a Vio de su resistencia a compresión. Sí se excede su capacidad resistente a tracción
por cargas o retracciones, el elemento falla, agrietándose. Para contrarrestar estos esfuerzos, las
partes de estructuras que estarán sometidas a tracción deben ser reforzadas con barras o mallas de
acero, de modo que éstas tomen los esfuerzos de tracción (hormigón armado).
� Cambios volumétricos por efectos térmicos y de humedad
Al igual que otros materiales, el hormigón se dilata y contrae con los cambios de temperatura.
Los cambios de humedad producen efectos similares; en estado endurecido, si se humedece se
expande, y si se seca se contrae.
Estos movimientos de la masa originan considerables esfuerzos, sobre todo de tracción, los que
para ser controlados obligan a disponer las denominadas juntas de dilatación y contracción.
� Impermeabilidad
La impermeabilidad es particularmente importante en el hormigón armado donde se
confía en el recubrimiento de las armaduras para prevenir su oxidación; también lo es en el caso
de elementos de hormigón que estarán con o bajo agua y en ambientes agresivos. La
impermeabilidad se incrementa con una baja relación agua/cemento y una dosificación y
compactación adecuadas, además de esto podemos agregar la opción de incorporar aditivos.
COMPONENTES PRINCIPALES DEL
HORMIGÓN
EL CEMENTO
• DEFINICIÓN:
Es Cemento es un material pulverizado que por adición de una cantidad conveniente de agua
forma una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto bajo agua como al aire (Nch 148, of.
68).
Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos
(árido grueso o grava más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y
plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia
pétrea, el hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado, siendo su principal función la de
aglutinante.
• TIPOS DE CEMENTO
o De origen arcilloso: Obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4
aproximadamente.
o De origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico.
• EL CEMENTO PORTLAND
El cemento de Portland es el “tipo” de cemento más utilizado como aglomerante para la
preparación del hormigón o concreto.
El nombre se debe a la semejanza en su aspecto con las rocas encontradas en la isla de
Portland, una isla del condado de Dorset. Se da el nombre de portland a un cemento que
obtenido por la mezcla de materiales calcáreos y arcillosos u otros materiales asociados con sílice,
alúmina y oxido de hierro, que son calentados a temperaturas que provocan que se formen
escorias, para posteriormente moler el producto resultante.
El componente básico que le proporciona la propiedad hidráulica es el clínquer Portland,
producto mineralizado obtenido por calcinación entre 1.400 - 1.500°C de minerales calizos-
arcillosos o mezclas proporcionadas de calizas y arcillas. La composición química del clínquer está
determinada aproximadamente por:
o alrededor de un 95% de cuatro fases mineralizadas y una fase vítrea
o alrededor de un 5% de compuestos menores ocluidos en las fases anteriores
Las fases mineralizadas son:
� 3CaO.SiO2: (C3S) silicato tricálcico
� 2CaO.SiO2 : (C2S) silicato dicálcico
� 3CaO.AI2O3 : (C3A) aluminato tricálcico
� 4 CaO. Al2O3. Fe2O3 : (C4AF) aluminio-ferrito tetracálcico
La fase vitrea es una solución sólida amorfa de composición molecular variable de C3A y C4AF.
Los componentes menores son: MgO, K2O, Na2O, SO3, TiO2, Mn2O3, residuos insolubles y otros.
La proporción en que se encuentran las fases mineralizadas y vitrea depende de la composición
de las materias primas, de la temperatura de cocción y de la velocidad de enfriamiento, dando ori-
gen a cementos de distintos comportamientos.
El clínquer desarrolla su hidraulicidad en forma casi instantánea por lo cual para regular su uso
a tiempos adecuados en las obras se le muele junto con mineral de yeso. La mezcla aproximada de
95% de clínquer y 5% de mineral de yeso constituye el cemento Portland clásico.
• CEMENTO CON ADITIVOS
Algunos productos naturales o artificiales adicionados al dínquer dan cementos Portland
especiales que, además de mantener las propiedades típicas del Portland puro (fraguado y
resistencia), poseen propiedades especialmente relacionadas con la durabilidad y la resistencia
química. Entre los productos más conocidos y utilizados están las puzolanas, las cenizas volantes y
las escorias básicas granuladas de alto horno.
La Norma NCh 161 of 68 fija los requisitos que deben cumplir las puzolanas, en tanto que las
escorias están definidas en la Norma NCh 148 of 68, la que además establece las proporciones má-
ximas en que se pueden mezclar con el clínquer Portland.
El uso de estos productos se basa en el hecho de que tienen una alta reactividad química latente
que se activa durante la hidratación del clínquer a temperatura ambiente, como sigue:
o en el caso de las puzolanas y cenizas volantes, estos productos fraguan y endurecen al
combinarse químicamente con la cal hidratada - Ca (OH)2 - liberada del clínquer durante
su hidratación.
o En el caso de las escorias, por tener una composición química de cal - sílice - alúmina algo
parecida al clínquer, la presencia de la cal hidratada del clínquer es sólo un activador inicial
de los fenómenos del fraguado y endurecimiento.
Los fenómenos del fraguado y endurecimiento son la consecuencia de la hidratación del
cemento debido a la reacción química del agua con las fases mineralizadas del clínquer. La
hidratación es un proceso complejo que se alarga en el tiempo y se manifiesta por un progresivo
espesamiento y rigidización de la mezcla.
Aunque el proceso es uno solo, se acostumbra denominarlo con dos nombres típicos:
A. el fraguado, que es el espesamiendo progresivo de la mezcla cemento-agua, y que se
subdivide en dos etapas, según un procedimiento normalizado:
- fraguado inicial, determinado por un grado de penetración de una aguja en la pasta.
- fraguado final, determinado por la oposición de la pasta a la penetración.
B. el endurecimiento, que es la rigidización progresiva de la pasta que se manifiesta por el
desarrollo de una capacidad mecánico-resistente (resistencia del cemento)
� PROPIEDADES
La propiedad de liga de las pastas de cemento se debe a la reacción química entre el cemento y
el agua llamada hidratación.
El cemento no es un compuesto químico simple, sino que es una mezcla de muchos compuestos.
Los dos silicatos de calcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del cemento Portland,
reaccionan con el agua para formar dos nuevos compuestos: el hidróxido de calcio y el hidrato de
silicato de calcio. Este último es el componente cementante más importante en el concreto.
Las propiedades ingenieriles del concreto, fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidad
dimensional principalmente dependen del gel del hidrato de silicato de calcio. Es la medula del
concreto.
En la pasta de cemento ya endurecida, estas partículas forman uniones enlazadas y los granos
sobrantes de cemento sin hidratar; también se adhieren a los granos de arena y a piezas de
agregado grueso, cementando todo el conjunto. La formación de esta estructura es la acción
cementante de la pasta y es responsable del fraguado, del endurecimiento y del desarrollo de
resistencia.
Cuando el concreto fragua, su volumen bruto permanece casi inalterado, pero el concreto
endurecido contiene poros llenos de agua y aire, mismos que no tienen resistencia alguna. La
resistencia está en la parte sólida de la pasta, en su mayoría en el hidrato de silicato de calcio y en
las fases cristalinas.
El yeso, que es adicionado en el molino de cemento durante la molienda del clínquer, actúa
como regulador de la velocidad inicial de hidratación del cemento Portland.
• CLASIFICACION DE CEMENTOS EN CHILE
La norma NCh 148 Of 68 establece dos clasificaciones para los cementos, según su composición y su
resistencia.
Cementos comerciales en Chile
Clase
Composición
Marca
Grado
Portland
Clínquer
Super Melón Polpaico
Portland
Alta Resistencia Alta
Resistencia Portland
Puzolánico
Clínquer y hasta
30% de puzolana
Melón Especial
Polpaico Especial
Melón Extra Polpaico
400 Inacesa Alt.
Corriente Corriente
Alta resistencia Alta
resistencia Alta
resistencia
Puzolánico
Clinquer y 30% a
50% de puzolana
Inacesa Especial
Corriente
Siderúrgico
Clínquer y 30% a
75% de escoria de
alto horno
Bio Bío Especial Bío
Bio Alt. Resist.
Corriente Alta
resistencia
Grados de cementos. Requisitos según norma NCh 148 Of 68
Grado
Tiempo de
fraguado
Resistencia mínima a la compresión
Resistencia mínima a la flexión
Inicial Minimo (min.)
Final máximo (horas)
7 días kgf/cm2
28 días kgf/cm
2
7 días kgf/cm2
28 días kgf/cm
2
Corriente
60
12
180
250
35
45
Alta resistencia
45
10
250
350
45
55
*La resistencia se determina en morteros normalizados.
GRAVA
• DEFINICIÓN DE LA GRAVA:
En geología y en construcción se denomina grava a las partículas rocosas de tamaño
comprendido entre 2 y 64mm, aunque no existe unicidad de criterio para el límite superior.
Pueden ser producidas por el hombre, en cuyo caso
suelen denominarse «piedra partida» o «chancada», y
naturales. En este caso, además, suele suceder que el
desgaste natural producido por el movimiento en los
lechos de ríos haya generado formas redondeadas y se
denominan “canto rodado”. Existen también casos de
gravas naturales que no son cantos rodados.
• LA GRAVA (O AGREGADO GRUESO), COMPOSICIÓN Y CONTROL DE CALIDAD:
La grava o agregado grueso es uno de los principales componentes del hormigón o concreto,
por este motivo su calidad es sumamente importante para garantizar buenos resultados en la
preparación de estructuras de hormigón. El agregado grueso estará formado por roca o grava
triturada obtenida de las fuentes previamente seleccionadas y analizadas en laboratorio, para
certificar su calidad. El tamaño mínimo será de 4.8mm. El agregado grueso debe ser duro,
resistente, limpio y sin recubrimiento de materiales extraños o de polvo, los cuales, en caso de
presentarse, deberán ser eliminados mediante un procedimiento adecuado, como por ejemplo el
lavado.
• PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE LA GRAVA:
o Bancos de sedimentación: son los bancos construidos artificialmente para embancar el
material fino-grueso que arrastran los ríos.
o Cauce de río: corresponde a la extracción desde el lecho del río, en los cuales se encuentra
material arrastrado por el escurrimiento de las aguas.
o Pozos secos: zonas de antiguos rellenos aluviales en valles cercanos a ríos.
o Canteras: es la explotación de los mantos rocosos o formaciones geológicas, donde los
materiales se extraen usualmente desde cerros mediante lo que se denomina tronadura o
voladura (rotura mediante explosivos).
O MATERIALES O MINERALES PRINCIPALES QUE SE EXTRAEN EN LA ELABORACIÓN DE LA GRAVA O GRUESO:
Caliza, granito, dolomita, basalto, arenisca, cuarzo y cuarcita.
Caliza basalto arenistica cuarzo cuarcita
� Tamaño máximo del agregado que deberá usarse en las diferentes partes de la obra será de:
Tamaño
máximo Uso general
51 mm (2") Estructuras de concreto en masa: muros, losas y pilares de
más de 1.0 m de espesor.
38 mm (1 ½") Muros, losas, vigas, pilares, etc., de 0.30 m a 1.00 m de
espesor.
19 mm (3/4”) Muros delgados, losas, alcantarillas, etc., de menos de 0.30 m
de espesor.
• GLOSARIO O ESPECIFICACIONES (SOLO DE LA GRAVA):
� Canto rodado:
Un canto rodado es un guijarro o fragmento de roca suelto, susceptible de ser transportado por
medios naturales —como las corrientes de agua, los corrimientos de tierra, etc.
• Granulometría: (Aunque no se hace referencia en el texto, es muy importante)
La granulometría es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la
abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala
Granulométrica.
El método de determinación granulométrico más sencillo es hacer pasar las partículas por una
serie de mallas de distintos anchos de entramado (a modo de coladores) que actúen como filtros
de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. Pero para una medición más exacta
se utiliza un granulómetro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su
tamaño.
ARENA
• DEFENICIÓN
Es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o se obtiene de la trituración
de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm. Para su uso se clasifican las arenas por su
tamaño. Para tal fin se les hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos más gruesos
y dejan pasar los más finos. El agregado fino consistirá, entonces, en arena natural proveniente de
canteras aluviales o de arena producida artificialmente. La forma de las partículas deberá ser
generalmente cúbica o esférica y razonablemente, libre de partículas delgadas, planas o
alargadas. La arena natural estará constituida por fragmentos de roca limpios, duros, compactos,
durables.
En la producción artificial del agregado fino no deben utilizarse rocas que se quiebren en
partículas laminares, planas o alargadas, independientemente del equipo de procesamiento
empleado.
• CALIDAD
En general, el agregado fino o arena deberá cumplir con los requisitos establecidos en las
normas, es decir, no deberá contener cantidades dañinas de arcilla, limo, álcalis, mica, materiales
orgánicos y otras sustancias perjudiciales.
El máximo porcentaje en peso de sustancias dañinas no deberá exceder de los valores
siguientes, expresados en porcentaje del peso:
Sustancia Norma Límite máximo (%)
Material que pasa por el tamiz No. 200
(ASTM C 117) máx. 3
Materiales ligeros (ASTM C 123) máx. 1 Grumos de arcilla (ASTM C 142) máx. 1
Total de otras sustancias dañinas (como álcalis, mica, limo)
- máx. 2
Pérdida por intemperismo (ASTM C 88, método Na2SO4)
máx. 10
• CLASIFICACION DEL ARENA
• Arena fina:
Es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de diámetro y son retenidos por
otro de 0.25mm.
• Arena media
Es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de diámetro y son retenidos por otro de
1mm.
• Arena gruesa:
Es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de diámetro y son retenidos por otro de
2.5mm. Las arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros más resistentes que las finas,
si bien tienen el inconveniente de necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus
huecos y ser adherentes. En contra partida, el mortero sea plástico, resultando éste muy poroso y
poco adherente.
• GRANULOMETRIA
El agregado fino deberá estar bien graduado entre los límites fino y grueso y deberá llegar
tener la granulometría siguiente:
Tamiz U.S. Standard
Dimensión de la malla (mm)
Porcentaje en peso que pasa
N° 3/8” 9.52 100
N° 4 4.75 95 - 100
N° 8 2.36 80 - 100
N° 16 1.18 50 - 85
N° 30 0.60 25 - 60
N° 50 0.30 10 - 30
N° 100 0.15 2 - 10
• MODULO DE FINEZA
Además de los límites granulométricos indicados arriba, el agregado fino deberá tener un
módulo de fineza que no sea menor de 2.3 ni mayor de 2.9.
AGUA
• USO DEL AGUA
En relación con su empleo en el concreto, el agua tiene dos diferentes aplicaciones: como
ingrediente en la elaboración de las mezclas y como medio de curado de las estructuras recién
construidas. En el primer caso como agua de mezclado o amasado, y en el segundo se emplea
exteriormente cuando el concreto se cura con agua.
• REQUISITOS DEL AGUA PARA MEZCLA
Como el agua es vital para a hidratación del cemento, es indispensable preocuparse de su
calidad. Recomendación básica es emplear agua potable, porque su PH es neutro y el contenido de
sales e impurezas es mínimo. En caso de no disponer de agua potable se recomienda toda agua
que pueda beberse.
• FUNCIONES DEL AGUA EN EL HORMIGÓN
� Reacción de hidratación
Participa en las reacciones de hidratación del cemento. Lo hace al reaccionar el cemento con el
agua, este forma una pasta que es en si el amasado del cemento que luego de un periodo
determinado termina en una masa firme y dura.
� Trabajabilidad y fluidez
Tiene la función de darle una trabajabilidad, manejabilidad y una fluidez, necesaria para la
puesta en obra.
La cantidad de agua debe limitarse, ya que un exceso de agua produce una mayor porosidad en el
hormigón.
• RELACIÓN AGUA / CEMENTO
La relación agua cemento es el cociente entre las cantidades de agua y de cemento existentes
en el hormigón fresco. Esta relación constituye un parámetro importante de la composición del
hormigón. Tiene influencia sobre la resistencia, la durabilidad y la retracción del hormigón. La relación agua/cemento es el valor característico más importante de la tecnología del
hormigón. De ella depende la resistencia y la durabilidad, así como los coeficientes de retracción y
de fluencia. También determina la estructura interna de la pasta de cemento endurecida.
A
R = --------
C
R : Relación agua / cemento
A : Masa del agua del hormigón fresco
C : Masa del cemento del hormigón
Una buena relación agua/cemento es lo que nos va a dar una buena calidad del hormigón.
o Menos agua de amasado, más compacidad fluidificante, mayor dificultad de puesta en
obra.
o Más agua de amasado, mayor trabajabilidad. Menor tiempo de colocación.
(Agua de Mar: Podemos utilizarla en el amasado aunque tenga estos porcentajes: Sulfatos
< 4 g/l SO4. Cloruros < 15 g/l Cl Agresividad Media. Efectos: Actúa como retardador de
fraguado y provoca eflorescencias. Su uso está restringido para hormigones en masa y
provoca una pérdida de resistencia de un 15% aproximadamente.
Se recomienda en estos casos la utilización de cementos MR y SR.)
• CURADO
El curado consiste en propiciar y mantener un ambiente de apropiada temperatura y contenido
de humedad en el hormigón recién colocado, para que el proceso de hidratación del cemento
continúe durante el mayor tiempo posible. Un hormigón curado adecuadamente alcanzará su
máxima resistencia y durabilidad, será más impermeable y tendrá menor riesgo de fisuración.
En general, el agua que es adecuada para la mezcla también lo es para el curado. Sin embargo,
el hierro y la materia orgánica pueden ocasionar manchas, especialmente si el agua fluye
lentamente sobre el concreto y se evapora con rapidez. En algunos casos la decoración es
insignificante y cualquier agua adecuada para la mezcla, incluso de calidad ligeramente menor, es
adecuada para curado. Sin embargo es esencial que esté libre de sustancias que ataquen al
concreto endurecido, por ejemplo CO2 , disuelve el Ca(OH)2 y provoca erosión en la superficie. El
curado con agua de mar puede atacar el refuerzo.
• AGRESIVIDAD DEL AGUA DE AMAZADO EN EL HORMIGÓN
o Exceso de materia orgánica provoca problemas de adherencia.
o Gases y sales: son potencialmente reactivos con el cemento. PH: mide el grado de acidez
del agua. Se rechazarán las aguas ácidas con un PH inferior a 5.
o Si usamos cementos aluminosos tendremos que tener en cuenta que su PH sea mayor de
8, excepto en los cementos con alto contenido en óxido de calcio.
o Sulfatos y Cloruros: las sales provocan expansión volumétrica y la aparición de
eflorescencias.
o Hidratos de carbono: Alteran la velocidad de fraguado (Azúcar, gasolina, etc.)
ADITIVOS PARA EL HORMIGON
Los aditivos son cualquier tipo de sustancia, además del cemento, agua y áridos que añadidos
al hormigón en pequeñas proporciones inmediatamente antes o durante el mezclado; modifican
una o varias de sus propiedades. El objetivo de introducir aditivos en la mezcla es el de acentuar o
otorgar alguna propiedad que de por si, esta no posee.
Los aditivos tienen efectos de carácter físicos, químicos o físico-químicos y muchas veces es
indispensable su uso para obtener un hormigón que satisfaga todos los requerimientos que
demanda la obra. No obstante no se puede considerar a ningún aditivo como sustito de la buena
práctica de hormigonado.
Puntos a observar antes de usar un aditivo
A) Antes de decidir emplear un aditivo se debe verificar si es posible obtener la propiedad
deseada por medio de la modificación de las proporciones de los componentes del
hormigón y las condiciones de la obra.
B) Se debe conocer muy claramente los efectos que se desea brindar al hormigón
C) Estudiar con detención los efectos secundarios que podrían producirse al incorporar
un aditivo, además de las ventajas, se debe considerar los inconvenientes que podría
producir, limitaciones, contraindicaciones y compatibilidades.
CLASIFICACION DE ADITIVOS
RETARDADORES DE FRAGUADO: material que inhibe transitoriamente la reacción química
inicial entre el cemento y el agua prolongando el fraguado inicial del hormigón.
ACELERADOR DE FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO: Material que activa la reacción química
inicial entre el cemento y el agua, acortando el fraguado inicial y acelerando el desarrollo de la
resistencia del hormigón.
PLASTIFICANTE: Material que reduce la dosis de agua libre, para producir un hormigón de
consistencia dada.
PLASTIFICANTE RETARDADOR: Material que combina las acciones de retardador y de
plastificante.
PLASTIFICANTE ACELERADOR: Material que combina las acciones de acelerador y de
plastificante.
SUPERPLASTIFICANTE: Material que reduce la dosis de agua libre en una cantidad mayor o
igual a 12% para producir un hormigón de consistencia dada.
SUPERPLASTIFICANTE RETARDADOR: Material que combina las acciones del retardador y del
superplastificante.
INCORPORADOR DE AIRE: Material que produce la incorporación controlada y estable de
una cantidad de burbujas microscópicas de aire.
• PLASTIFICANTES (REDUCTORES DE AGUA)
� Generalidades
Los aditivos plastificantes se usan con el propósito de reducir la cantidad de agua en una
mezcla para producir hormigón de una misma consistencia o docilidad determinada, o aumentarla
con una misma razón agua/cemento. Algunos agentes plastificantes también pueden retardar o
acelerar el tiempo de fraguado del hormigón o introducir aire en el mismo.
Dentro de esta gama se encuentran los superplastificantes, que permiten trabajar hormigones con
razón agua/cemento muy baja, o aumentar la docilidad hasta producir hormigones fluidos. Los
aditivos superplastificantes sólo se pueden emplearen hormigones perfectamente diseñados, con
granulometría bien definida, si es posible, similar a la del hormigón bombeado, con una cantidad de
finos inferior a tamiz 0,315 mm, mayor de 400 kg/m3 incluyendo el cemento.
La colocación del hormigón se debe realizar antes de 60 minutos, ya que la acción de los
fluidificantes es de tiempo limitado. El exceso de transporte y vibración puede producir segregación
y/o exudación.
� Mecanismo de acción.
La acción de aditivos plastificantes puede ser de tipo físico, químico y físico-químico. La acción
física proviene principalmente de la incorporación de aire que producen, al formarse burbujas de
aire estas actúan como rodamientos entre las partículas y disminuye la fricción interna,
similarmente a lo que producen los aditivos incorporadores de aire.
La acción química proviene de una disminución de la hidratación de los constituyentes del
cemento, de este medo se obtienen una hidratación más completa de los granos de cemento lo
que también disminuye el roce entre las partículas. Finalmente la acción físico-química proviene
de la disminución de la tensión superficial de los fluidos, en particular el agua.
� Efectos
El principal efecto producido por los plastificadores incide sobre la trabajabilidad del hormigón
en su estado fresco, lo que se puede traducir en una modificación de la dosis de agua ya que con
este aditivo se necesita menos agua para lograr la misma docilidad y fluidez del hormigón en
comparación a la cantidad de agua utilizada sin el aditivo.
Además podemos mencionar otros efectos como: las resistencias mecánicas pueden verse
ligeramente aumentadas debido a la hidratación más completa de los granos de cemento.
Cambios en el tiempo de fraguado. Aumento de la impermeabilidad y durabilidad frente a agentes
externos debido a la mayor compacidad por la reducción de agua.
• ACELERADORES DE FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO
� Generalidades
Los aditivos aceleradores se usan con el propósito de disminuir el tiempo de fraguado
aumentando la velocidad de endurecimiento. Se emplean principalmente para modificar las
características del hormigón en climas fríos, aumentar la velocidad de desarrollo de resistencias a primeras
edades, reducir los plazos de construcción, desmolde y puesta en servicio, reducir el período de curado y
reducir la presión a los moldes en hormigonado de masas.
La mayoría de los aceleradores comúnmente usados causan un aumento en la contracción
durante el secado del hormigón. Los aceleradores deben evitarse y el desarrollo de la resistencia
debe acelerarse en lo posible por medio del uso de cemento de endurecimiento rápido,
reduciendo la relación agua/cemento o aumentando el contenido de cemento, o bien efectuando
el curado a temperaturas más altas. Los aceleradores deben utilizarse con extremas precauciones
durante tiempo caluroso porque pueden causar alta velocidad de desarrollo de calor, fraguado
inmediato y grietas por retracción.
� Métodos de acción
El cloruro de calcio es aditivo acelerador de uso más frecuente, este se emplea en dosis del 2%
del peso del cemento. El mecanismo que produce el efecto de aceleración no es totalmente
conocido aun, pero se concuerda que su efecto se manifiesta como una aceleración de la
hidratación del C2S y del C3S contenidos en el cemento. Una de las teorías al respecto es que el ion
cloruro producido en la disolución del cloruro cálcico es capaz de penetrar la capa molecular que
rodea a los granos de cemento en el proceso de hidratación, permitiendo que este proceso se
acelere.
� Efectos
El cloruro del calcio se emplea aproximadamente en dosis del 1 y 2% del peso del cemento
contribuyendo a adelantar el principio de fraguado y aumentar las resistencias a edad temprana.
También se producen efectos sobre la retracción hidráulica posterior al fraguado de la pasta que
se ve aumentada por la adición de cloruros, con lo que aumenta el riesgo de figuración, además
dicha adición de cloruros puede favorecer la corrosión de armaduras en el caso eventual de que
existiesen. Por las razones argumentadas anteriormente las normas establecen valores límites de
contenidos totales de cloruros recomendando otras sales de ácidos más débiles.
Los efectos del fraguado dependen de la dosis de aditivo, de la composición del cemento, de la
temperatura del hormigón y de la temperatura ambiente.
Efectos del cloruro cálcico sobre los tiempos de fraguado
% CaCl2 Tiempo de fraguado Principio (h) Final (h)
0 4,45 11,0 1 3,0 8,0 2 1,5 5,0
Efecto de un acelerador sobre la resistencia a la compresión
% CaCl2 Resistencias a la compresión (Kg/cm2) a las edades y temperaturas que se indican
1 día 7 días 5 °C 20 °C 5 °C 20 °C
0 7 80 375 495 1 40 130 420 530 2 70 160 425 540
• RETARDADORES
� Generalidades
Estos aditivos se emplean para retardar el tiempo de fraguado o el tiempo de endurecimiento del
hormigón. A temperaturas altas la colocación del hormigón puede ser dificultosa: en vez de
reducir la temperatura enfriando los ingredientes del hormigón, se puede añadir retardadores.
Los retardadores se usan para demorar el fraguado inicial del hormigón o mortero, cuando
ocurren condiciones difíciles o no usuales en la colocación, como en el hormigonado de largos
pilares y fundaciones, de grandes volúmenes tales como presas, cementado de pozos de petróleo,
o el bombeo de lechada u hormigón a distancias considerables.
� Mecanismos de acción
El mecanismo de acción de los retardadores no es totalmente conocido. Sin embargo se supone
que el aditivo es adsorbido por los granos de cemento, produciéndose una capa relativamente
impermeable, la cual posterga el proceso de hidratación normal.
Esta capa es finalmente penetrada por el agua, iniciándose el fraguado de acuerdo a su
mecanismo habitual.
� Efectos
El principal efecto de los aditivos retardadores recae en la modificación del tiempo de
fraguado, pero también podemos nombrar otros efectos producidos por este tipo de aditivos.
Efectos sobre el calor de hidratación, en general el calor desprendido en las primeras 24 horas
es más bajo cuanto mayor haya sido el retardo. Sin embargo el calor total desarrollado es igual
después de algunos días.
Efectos sobre las resistencias mecánicas, Las resistencias mecánicas presentadas en presencia
de aditivo son menores en comparación en ausencia de este en los primeros 3 días, pero después
de esta edad tienden a igualarse para superar a mezclas sin aditivos alrededor de los 28 y 90 días.
Efectos sobre la retracción, aparentemente el empleo de un aditivo retardador disminuye la
retracción inicial, pero el valor final de esta puede aumentar por sobre el hormigón sin aditivo.
% CaCl2 Resistencias a la compresión (Kg/cm2) a las edades y temperaturas que se indican
1 día 7 días
5 °C 20 °C 5 °C 20 °C
0 7 80 375 495
1 40 130 420 530
2 70 160 425 540
• HIDROFUGOS DE MASAS (IMPERMEABILIZANTES)
� Generalidades
Los hidrófugos están destinados a reducir la penetración o paso de agua a través del hormigón.
Se denomina hidrófugo de masa aquel que se incorpora en el hormigón en el momento del amasado.
El agua puede incorporarse en la masa de una estructura por dos procesos diferentes: presión
hidrostática o capilaridad.
En el primero, el agua tiende a atravesar la masa del hormigón, escurriendo a través de las
discontinuidades que éste posee en su interior en forma de fisuras y poros intercomunicados.
En la capilaridad el desplazamiento del agua se produce debido a la existencia de microfisuras de tamaño
capilar, que permiten la ascensión del agua por efecto de su tensión superficial. Por este motivo, la altura
alcanzada por el agua que asciende a través de los capilares es mayor cuanto más finos son.
Por las características señaladas, para aumentar la impermeabilidad del hormigón es necesario obturar
las fisuras, microfisuras y poros que posee normalmente y que derivan de la generación de tensiones
internas de tracción durante el proceso de hidratación y endurecimiento y de la evaporación de parte del
agua de amasado, incorporada para lograr una adecuada trabajabilidad mientras está aún en estado
fresco.
Esta obturación se logra con la incorporación de granos muy finos, aportados por el cemento y la
arena que interviene en su composición. Sin embargo, dado que estos granos finos sólo pueden ser
incorporados en cantidad limitada porque se afectan otras propiedades del hormigón o por razones de
costo, un buen procedimiento para lograr esta impermeabilidad lo constituyen los hidrófugos de masa.
En general, los hidrófugos se recomiendan para hormigones con dosis moderadas de cemento,
puesto que en ellos pueden desarrollar su efecto obturador de los poros, microfisuras y fisuras capilares
que poseen.
Debe tenerse presente que no es posible lograr impermeabilidad en base a hidrófugos en hormigones
defectuosos con un gran volumen de huecos, poros o nidos de piedra.
� Mecanismo de acción
Los hidrófugos actúan físicamente, obturando los poros, microfisuras y fisuras existentes en el
hormigón por intermedio de dos procesos de distinta índole:
Por presencia de partículas extra-finas con elevada superficie específica y que contribuyen a
aumentar la compacidad de la mezcla.
Por llenado de las discontinuidades internas con una capa superficial impermeable o formando geles
que obstruyen los intersticios al aumentar de volumen por acción del agua.
� Efectos
El efecto principal de los hidrófugos se relaciona con la disminución de la permeabilidad de los
hormigones y morteros.
La experiencia obtenida con el uso de los hidrófugos indica que éstos, además de reducir la
permeabilidad del hormigón, pueden tener efectos sobre otras propiedades:
- Pueden producir un retardo del fraguado de la pasta de cemento, especialmente si contiene
lignosulfonatos con azúcares.
-Aumentan la docilidad del hormigón.
-Disminuyen la exudación.
-Pueden disminuir las resistencias mecánicas, especialmente si el hidrófugo incorpora aire.
-Pueden producir un aumento de la retracción hidráulica.
Por este motivo, antes de emplear un hidrófugo de masa es conveniente solicitar informaciones sobre
los efectos secundarios que pueden derivar de su empleo.
• INCORPORADORES DE AIRE
� Generalidades
Burbujas de aire minúsculas distribuidas uniformemente, producidas en el hormigón por aditivos
incorporadores de aire al disminuir la tensión superficial del agua, mejoran la durabilidad del
hormigón expuesto a ciclos de hielo-deshielo.
El aire incorporado cambia tanto las características del hormigón fresco como endurecido.
Produce hormigones más impermeables cortando la red de capilares e interconectándolos con
burbujas de aire que funcionan como cámaras de expansión, donde el traspaso de agua se reduce o
donde el agua al congelarse se expande libremente.
La trabajabilidad del hormigón fresco también es mejorada significativamente, y la segregación y
exudación son reducidas o eliminadas.
LOS hormigones con aire incorporado se utilizan en obras viales, marítimas, hidráulicas, y toda
construcción que está sometida a condiciones adversas de bajas temperaturas en aaua o aguas
agresivas.
Las resistencias mecánicas disminuyen al aumentar la cantidad de aire incorporado, porquela
cantidad de aire incorporado varía según el hormigón entre 2,5 y 7%, recomendándose la cantidad
de aire según sea el tamaño máximo del árido.
Como componentes de agentes incorporadores de aire se usan:
- Agentes sulfo-activos
- Resina de madera
- Abietato de sodio
- Lignosulfonatos
- Jabones sódicos
� Mecanismos de acción
Durante el amasado del hormigón se forman burbujas de aire de diferentes tamaños, debido a
los movimientos internos de los materiales integrantes del hormigón. Mientras más pequeña es la dimensión de las burbujas, mayor es la presión ejercida sobre ellas,
por lo que éstas tienden a disolverse en el agua. Por su parte, las burbujas de mayor dimensión,
debido a la menor presión que experimentan, tienden a crecer, son más deformables y pueden
escapar especialmente durante la compactación del hormigón. Las que no escapan pueden
aumentar de volumen, alimentadas por las más pequeñas, formando huecos que permanecen
indefinidamente en el hormigón.
De lo anterior se deduce que un hormigón convencional, sin aditivo, prácticamente no puede
contener burbujas inferiores a 0.1 o 0.2 mm, puesto que éstas se disuelven en el agua. Sin
embargo, con aditivo, aún cuando la cantidad de aire sea similar, sus características serán muy
distintas desde el punto de vista reológico y de su resistencia al hielo.
Los incorporadores de aire son productos de naturaleza aniónica que, al introducirse en una
pasta de cemento, quedan adsorbidos sobre la superficie de las partículas de cemento formando
una delgada capa de filamentos de naturaleza hidrófoba, orientados desde !a superficie de estas
últimas hacia la fase acuosa entre granos sólidos y con su fase polar adherida a la superficie de los
granos de cemento.
� Efectos
La incorporación de aire en el hormigón produce diversos efectos sobre éste, tanto mientras se
mantiene en estado plástico como cuando ya ha endurecido.
Debe señalarse que el efecto principal buscado con el uso de los incorporadores de aire es el
aumento de la resistencia del hormigón frente a los ciclos alternados de hielo-deshielo, que pueden
producirse en los períodos en que las temperaturas ambiente descienden bajo O °C, caso en el cual
su empleo debe considerarse imprescindible.
• Efecto frente a los ciclos alternados de hielo-deshielo
Cuando existen bajas temperaturas ambiente que conducen a procesos de hielo y deshielo
alternativos, las burbujas de aire incorporado en el hormigón actúan como cámaras de expansión
frente al aumento de volumen que experimenta el agua al transformarse en hielo. Ello permite
reducir las presiones hidráulicas y, con ello, las tensiones internas que se originan por este motivo,
impidiendo así el deterioro progresivo que se produciría en un hormigón que no contenga aire
incorporado.
• EXPANSORES – ESTALIBIZADORES
� Generalidades
Desde hace largo tiempo los investigadores han venido buscando la forma de contrarrestar
retracción que se origina en la pasta de cemento, la cual produce efectos desfavorables en mucha
aplicaciones del hormigón. Este problema se ha ido superando mediante la utilización de cemento
expansivos o aditivos expansores agregados a morteros y hormigones.
Para este objeto se han utilizado productos que generan gas por reacción química, llamados
agente formadores de gas, que producen una pequeña expansión (2% en volumen) y, además,
contribuye a disminuir la segregación y exudación.
Su efecto es más claro en morteros y hormigones ricos en cemento, pero debe tenerse en
cuenta que también producen una cierta disminución de la resistencia.
� Métodos de acción
Estos aditivos forman burbujas de gas por reacción de algunos de sus compuestos entre sí o
con los productos de la hidratación del cemento.
Esta reacción se produce en el interior del hormigón mientras éste se mantiene fresco, de
manera que al quedar atrapadas las burbujas producidas, se genera una expansión del hormigón,
motivo por el cual el empleo de este tipo de aditivos puede orientarse a producir dos efectos:
• Si el hormigón está libre para expandirse, el aumento de volumen generado permite compensar
la disminución de volumen que normalmente experimenta el hormigón por efecto de la retracción
hidráulica
• Si el hormigón está confinado, el aumento de volumen puede generar un efecto de compresión,
el cual puede compensar las tensiones de tracción que experimenta el hormigón por efecto de la
retracción hidráulica
� Efectos
Como se ha indicado anteriormente, los aditivos expansores producen un aumento de volumen
en el hormigón mientras éste se mantiene aún en estado fresco.
CONCLUSIÓN
La tecnología avanza y junto con ello la ciencia el estudio y confección de los materiales
también. El hormigón es uno de estos materiales, este es ampliamente utilizado en la construcción
y es por ello que cada día se desarrolla estudios para mejorar sus calidades.
Estas cualidades solo son logradas en forma óptima con un acabado conocimiento de los
componentes del hormigón, y las propiedades que estos e confieren a la mezcla. Dentro de los
materiales utilizados podemos mencionar que el uso de la relación agua-cemento es tal vez lo que
determina las cualidades que tendrá el hormigón y en conjunto con la utilización de los áridos,
dependiendo de su granulometría conllevan a lograr las características deseadas. Es decir las
propiedades del hormigón se pueden controlar a través de las dosificaciones y características de
los componentes de este.
En algunas ocasiones cuando no se puede lograr la característica deseada se debe recurrir
a aditivos los cuales actúan en la mezcla otorgándole la nueva propiedad.
El hormigón como, tal vez el material más utilizado en construcción requiere de un
acabado estudio y de varias especificaciones técnicas para obtener un buen resultado. Una previa
selección de los materiales a utilizar es lo que va a dar como resultado un hormigón de calidad.
BIBLIOGRAFÍA
- Instituto del cemento y del hormigón de Chile. (1988). Manual del Hormigón.
Chile: Universitaria.
- MOP. ( 1985). Curso Laboratorista vial vol. III. Chile: Universitaria.
- Zabaleta, Hernán., & Montegu, Jorge. (1990). Manual de aditivos. Adiciones y
protecciones del hormigón. Chile: Universitaria.
- M. Neville y J. J Brooks. Tecnología del concreto. (1998). México: trillas.
