CALIDAD

VENTAJAS DEL EMPLEO DE ADITIVOS PLASTIFICANTES

EN LA ELABORACIÓN DE CONCRETO EN OBRA

Ing. Julio Carhuamaca.

Gerente Técnico-Comercial, PROSERCON SAC, jcarhuamaca@prosercon.com.pe Lic. Jenny Tineo.

Gerente Técnico, PROSERCON SAC, jtineo@prosercon.com.pe

En nuestro país, es poco común el uso de aditivos plastificantes para la elaboración de concreto en obra. su consumo está prácticamente limitado a la construcción formal, sean utilizados por empresas de premezclado, mineras o por algunas empresas contratistas.

La aparición de los aditivos plastificantes, también conocidos como reductores de agua, ha brindado al concreto una serie de ventajas, a tal punto de que hoy en día constituye un insumo obligatorio para la elaboración de concretos. A nivel mundial, la industria de concreto premezclado emplea estos aditivos y, en países como España y Estados Unidos, forma parte del 100% de su producción.

En el Perú, en los últimos años existe un incremento notorio de empresas contratistas que producen concreto en obra, en parte obligadas por el abastecimiento insuficiente de premezclado y también por la ausencia del mismo en ciertas zonas del país. Sin embargo, el consumo de aditivos no presenta el mismo incremento debido a ciertas ideas erróneas del constructor, como la creencia de que los aditivos le hacen un daño al concreto o que el metro cúbico del concreto se encarece.

Por el contrario, los aditivos plastificantes, aun tratándose de dosificaciones por volumen, representan una ventaja porque controlan y reducen el consumo de agua en la mezcla de concreto y, por ende, también el de cemento. El control del agua es relevante sobre todo si existe un bajo o nulo control de calidad de los insumos, nula supervisión de un profesional calificado en la materia e incluso un deficiente control de calidad del concreto.

En esta época de crecimiento del país, es importante incorporar tecnologías que, además de contribuir con la optimización de los costos, garanticen la calidad del concreto tanto por resistencia como por durabilidad.

ACCIÓN DE LOS ADITIVOS PLASTIFICANTES

La adición de un aditivo plastificante en el concreto permite que las partículas de cemento se dispersen con efectividad. obteniendo de esta manera una mayor trabajabilidad, con lo cual se logra reducir la cantidad de agua en un diseño de mezcla y, por ende, la cantidad de cemento.

Adicionalmente a ello, los aditivos plastificantes permiten una óptima hidratación de las partículas de cemento en comparación con el caso de no emplearlos. Es decir, el empleo de aditivos plastificantes nos permite elaborar concretos con una menor cantidad de agua por metro cúbico , lo que contribuye a reducir permeabilidad y, por ende, a la durabilidad de las estructuras.

En nuestro medio, tenemos distintas opciones y marcas de aditivos (es importante evaluar las ventajas técnicas y económicas que representan cada una). Un factor importante es verificar que el aditivo cumpla la norma ASTM C494 (NTP 334.088) pues en ella se indican una serie de requisitos que deben cumplir los diversos tipos de aditivos (entre ellos, los plastificantes). Por ejemplo, el tiempo de endurecimiento (o fragua), porcentaje de reducción de agua, resistencia mínima a diversas edades, etc.

En la práctica, es importante realizar pruebas preliminares con varias semanas de anticipación al inicio de la producción de concreto en obra, para determinar la dosis óptima de aditivo, teniendo en cuenta el tipo y marca de cemento, calidad de agregados, condiciones de temperatura, forma de dosificación, requisitos de trabajabilidad, bombeabilidad, etc.

En la figura 1, se pueden apreciar las diferencias entre un concreto sin aditivo (mezcla poco cohesiva y con alta exudación) y otro con aditivo plastificante (mezcla más cohesiva y uniforme).

En general, los aditivos plastificantes proporcionan las siguientes ventajas:

-Permiten reducir la cantidad de agua hasta un 15%. Para el caso de superplastificantes (plastificante de mayor potencia), se puede lograr hasta un 40% de reducción. Al reducir el agua, se obtienen concretos menos permeables y, por ende, más durables. Tener en cuenta que gran parte del agua del concreto termina evaporándose y deja en su lugar poros capilares y vacíos dentro del concreto endurecido.

-La reducción de agua en el concreto permite, a su vez, reducir el contenido de cemento (para mantener la misma relación agua-cemento), con lo cual se logra una ventaja económica muy importante.

-Permite reducir los contenidos de cemento, de modo que se logra reducir también la temperatura del concreto, la contracción por secado y, por ende, la generación de fisuras.

-Se obtiene una mejor eficiencia en la hidratación de cemento, con lo que podemos obtener concretos de mayores resistencias iniciales (ello se traduce en reducción de los tiempos de desencofrado y mayor avance de obra). Asimismo, se obtienen mayores resistencias finales si los comparamos con un concreto sin aditivo y con la misma relación agua-cemento.

-Permite obtener concretos con mayor slump sin alterar resistencias a compresión. Ello contribuye a tener una mejor facilidad en la colocación del concreto y obtener mejores acabados, lo que reduce de forma directa los costos asociados por cangrejeras, reparaciones, resanes y solaqueos muy frecuentes en las obras.

-Brinda al concreto una mejor consistencia, baja exudación, mayor trabajabilidad, pues se optimiza y/o controla de mejor forma la cantidad de agua.

-Se reduce la exudación y, por ende, se acortan los tiempos de espera para poder iniciar los acabados en elementos horizontales, como losas y plateas, de modo que se contribuye a un mayor avance de obra y productividad.

-Contribuyen a la construcción sostenible, ya que al mejorar la durabilidad del concreto, el tiempo de vida de las estructuras se incrementa, lo que reduce en el tiempo las reparaciones y las demoliciones, inclusive.

MODO DE EMPLEO Y VENTAJA ECONÓMICA

La dosis de aditivo plastificante está en función al tipo de cemento empleado, fluidez de la mezcla necesaria, calidad de agregados, etc. y es importante definir su dosificación mediante pruebas preliminares que consideren los mismos insumos del concreto a usarse en obra y, de preferencia, con las mismas condiciones ambientales.

Por lo general, un aditivo plastificante mejora su eficiencia si va diluido en parte del agua de diseño según una dosis definida con anterioridad y colocado dentro de la mezcladora (en conjunto, con el agua inicial) antes del ingreso de los materiales secos.

Al emplear aditivos plastificantes, se obtiene un concreto de buena consistencia, baja exudación y mayor trabajabilidad.

Cuando tenemos el requerimiento de elaborar un concreto de elevada fluidez y/o baja relación agua-cemento, es importante considerar el uso de un aditivo “superplastificante” que, por lo general, se agrega a la mezcla al final de todos los insumos.

Un factor importante que puede alterar la dosis de aditivo o incluso la de agua (especialmente cuando no se usan aditivos) para cualquier tipo de concreto es el alto contenido de finos presentes en los agregados, especialmente en la arena. En nuestro medio, no contamos con un adecuado control de calidad de agregados. En varias canteras, se han observado resultados de pasante malla 200 por encima de 12% (la norma ASTM C33 los limita a 5% para concretos estándares). Esta situación obliga a elevar los consumos de cemento por metro cúbico y es en este escenario donde el empleo de aditivos plastificantes se convierte en una excelente alternativa.

En nuestra experiencia, podemos indicar que el nivel de reducción de costo por metro cúbico para un concreto f´c=210 kg/cm2, empleando aditivos plastificantes, está comprendido entre un 10% a 15% inclusive. Ello adicionalmente a todas las ventajas técnicas descritas con anterioridad. Para el caso de concretos de mayor resistencia a compresión, el nivel de reducción de costo es aún mayor si tenemos en cuenta su alto consumo de cemento.

Si adicionalmente a la ventaja económica sumamos el menor costo por temas operativos (disminución de cangrejeras, mejores acabados, menos resanes, etc.), la ventaja es aún mayor y podemos afirmar que hoy en día el empleo de este tipo de aditivos constituye un componente obligatorio en la elaboración de concretos.

Los aditivos superplastificantes, a diferencia de los plastificantes, claramente tienen 3 ventajas económicas:

Primera: bajan el consumo de cemento por metro cúbico de concreto; es decir, un f’c 210 kg/cm2 elaborado con 9 bolsas de cemento y sin aditivo puede reducirse a 7.3 bolsas con plastificante y 6.4 bolsas con superplastificante aproximadamente.

Segunda: solo el superplastificante permite obtener mezclas rheoplásticas (fluidas-cohesivas) sin generar problemas de fraguado y/o segregación importante en los vaciados de elementos verticales, más aún si son esbeltos. La fluidez permite que la mezcla avance y se acomode mejor, lo que reduce los problemas de cangrejeras o los llamados “panales de abeja”. Por lo tanto, menos defectos significa menos costos de resanes y/o solaqueos. (Fig. 2)

Tercera: al usar menos bolsas de cemento por metro cúbico de concreto, directamente se contribuye a preparar menos tandas. Por ejemplo, si se requiere vaciar 5m3 de concreto con diseño convencional con el sistema del trompo, se requeriría preparar 45 tandas, mientras que con el diseño rheoplástico se requiere tan solo 32 tandas. Con ello, las horas-hombre de vaciado se reducen considerablemente, entre otros beneficios.

Otra experiencia con el uso de superplastificantes está asociada a la reducción del nivel de exudación. Una elevada exudación trae como consecuencia un incremento de fisuras en mayor grado. (Fig. 3 y 4.)

La losa de concreto que exude más o que tenga una capa alta de agua tendrá mayor número de capilares o vacíos que reducirá aún más la capacidad pobre que tiene el concreto de soportar esfuerzos de tensión. Por lo tanto, la película superficial de la losa empieza a agrietarse. El problema es que la fisura que aparece se comporta como si hubiéramos realizado un corte y es precisamente por ahí por donde se proyectarán las fisuras por contracción por secado que aparecerán tras los 2 meses de vaciado del elemento. La aparición de fisuras generará un sobrecosto y, en algunos casos, hasta puede repercutir en la imagen de la empresa.