Presentacion soluteq
- 2. FAMILIA ADITIVOS •Plastificantes •Superplastificantes •Ultrasuperplastificantes •Adiciones coloidales : Silíca coloidal (nano sílice) •Ultimas tecnologías
- 3. Composición de hormigón -Cemento Portland -Agua -Aditivos -Agregados grueso y fino
- 5. Pasta de cemento (Dispersión Coloidal :cemento, Agua y aditivos) La composición y calidad de la pasta de cemento controlan las características del hormigón, entre ellas •Reologia •Relación Agua/Cementante (R.A/C) •Porosidad •Resistencia mecánica •Resistencia química •Durabilidad
- 6. reológicas del hormigón fresco La ionización de los filamentos del aditivo produce la separación de los granos de cemento entre sí, conduciendo a una efectiva defloculación. Los granos de cemento quedan individualizados y defloculados, facilitándose aun más el mojado, lo que produce una hidratación y reducción del esfuerzo de cizalle necesario para poner en movimiento el hormigón fresco, lo que explica su efecto como plastificante. Por otro lado las moléculas del aditivo son absorbidas y se orientan en la superficie de los granos de cemento en un espesor de varias moléculas, de lo que resulta una lubricación de las partículas. Este mecanismo puede producir incorporación de aire en forma de micro-burbujas esféricas, al evitar que el aire atrapado se disuelva o salga a la superficie, actividad que aumenta con la longitud de la cadena molecular. El efecto de incorporación de aire no siempre se ve expresado en un mayor volumen de aire al hacer el ensayo en un aerímetro, pues se supone que el aditivo convierte el aire atrapado en burbujas microscópicas retenidas en su masa, las que actúan como rodamiento entre las partículas sólidas, contribuyendo al aumento de la docilidad del hormigón.
- 7. Reología La reología de las pastas se mide con un viscosímetro rotacional, pero por cuestiones económicas se mide indirectamente con un cono para flujo miniSlump, flujo libre, en el caso de las pastas y morteros y en el caso del hormigón , con el cono de Abrams para Slump
- 8. Flujo Slump Cono Abrams
- 9. CEMENTO PORTLAND El cemento portland contiene silicatos y aluminatos de calcio formados mediante una secuencia de procesos térmicos y químicos, incluyendo la descomposición de la caliza, la reacción con otros materiales tales como la arcilla, el mineral de hierro y la arena. La composición química del cemento portland se expresa en forma de óxidos: Óxidos principales por su función y cantidad: Cal (CaO), sílice (SiO2), alúmina (Al2O3), óxido férrico (Fe2O3) Óxidos secundarios, más por su cantidad que por su función: Magnesia (MgO), anhídrido sulfúrico (SO3), cal libre (CaO libre), alcalis (Na2O y K2O).
- 10. Las fases mineralógicas que componen el cemento son básicamente las siguientes: 3CaO.SiO2 = Ca3SiO2 = C3S = Silicato Tricálcico 2CaO.SiO2 = Ca2SiO2 = C2S = Silicato Dicálcico 3CaO.Al2O3= Ca3Al2O3= C3A= Aluminato Tricálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 = Ca4Al2O3.Fe2O3 = C4AF = Aluminoferrito Tetra cálcico CaO.SO3.2H2O = CaSO4.H2O =CSH2 = Yeso Dihidratado
- 11. REACCIONES QUÍMICAS DE HIDRATACIÓN • La primera reacción que ocurre cuando se mezclan el cemento y el agua es la hidratación del C3A, formando rápidamente hidratos de aluminato tricálcico. • Esto puede ocurrir tan rápidamente que el concreto puede volverse espeso al cabo de muy pocos minutos e inmanejable debido al calor emitido. • Al hidratarse el cemento, los minerales principales fraguan y endurecen bajo la acción del agua.
- 12. Las reacciones de hidratación consisten en la formación de productos, unos cristalinos y otros amorfos (geles), cuya contextura es responsable de la unión del conglomerante y también de las propiedades físicas que lleva consigo esta unión tales como la resistencia mecánica, la estabilidad de volumen unida al efecto térmico y la estabilidad química o durabilidad frente a agentes agresivos de tipo químico. Las dos reacciones que controlan el fraguado en el cemento son: C3A + 3 CSH2 + 26 H C6AS3H32 (Etringita, trisulfoaluminato) 2 C3A + C6AS3H32 + 4H 3 C4ASH32 (monosulfoaluminato)
- 13. El desarrollo de la resistencia del concreto resulta de la hidratación de las fases silicato de calcio, C3S y C2S. Ambos silicatos se combinan con agua para formar el silicato de calcio tipo gel hidratado o C-S-H cuya contextura es responsable de la unión de la estructura principal del sólido y del aumento del endurecimiento con el correr del tiempo. 2 C3S + 6H C-S-H + 3 CH 2 C2S + 4H C-S-H + CH Gel C-S-H Portlandita Ca(OH)2
- 14. Aditivos •Igual de importantes que el cemento en las dispersiones coloidales •En la actualidad es donde mayor se centran las investigaciones •Igual que los emulsificantes los hay de varios tipos: Plastificantes, superplastificantes y Hiperplastificantes.
- 15. •Con el fin de controlar el tiempo de fraguado y demás características del concreto, se utilizan aditivos que de acuerdo a su función se denominan retardantes, acelerantes, plastificantes, impermeabilizantes, entre otros. •Según la norma NTC 1299, los aditivos químicos son los ingredientes producidos industrialmente y en condiciones controladas que se agregan a la mezcla de concreto, diferentes al agua, cemento portland y agregados, para modificar una o varias de sus propiedades.
- 16. Bajo cualquier circunstancia los aditivos deben influir positivamente en la calidad del concreto solucionando diferentes problemas y satisfaciendo diferentes requerimientos sin deterioro de la resistencia y durabilidad del material y las estructuras con él construidas. Un aditivo solo debe emplearse después de conocer sus efectos. El empleo de un aditivo adecuado puede influir en más de una propiedad del concreto, afectando, en determinados casos, a ciertas características importantes de un modo favorable o adverso.
- 17. EFECTOS DE LOS ADITIVOS EN EL CONCRETO El empleo correcto de los aditivos permite: Modificar o mejorar: La reología del concreto fresco. El fraguado y el endurecimiento. Las resistencias mecánicas a ciertas edades. Las resistencias a las acciones físicas, mecánicas y químicas. El contenido de aire o gases del concreto. Ampliar el campo de aplicación del concreto. Poder disminuir el costo del concreto.
- 18. Vaciado de concreto sin aditivo Vaciado de concreto Prefabricados con aditivo
- 19. Plastificantes Llamados así por que plastifican o reducen la cantidad de agua en un concreto u hormigón, alcanzando una reducción de un 5 a un 12 % •Principal mecanismo de estabilización es electrostático •R.A/C relativamente altas: 0.5-0.7 •Los mas conocidos son a base de ligninas , carbohidratos y ácidos hidrocarboxilicos, etc •Desarrollados entre 1930 y 1960
- 20. Plastificantes
- 21. Superplastificantes Llamados así por que plastifican o reducen la cantidad de agua en un concreto u hormigón, alcanzando una reducción de un 15 a un 25 % •El mecanismo de estabilización es electrostático •R.A/C relativamente altas: 0.45-0.6 •Concretos Alto Desempeño •Los mas conocidos son a base de Naftalen Sulfonados condensados de formaldehido, Melamina sulfonada condensada de formaldehido, son de bajo peso molecular,etc •Desarrollados entre 1960 y 1980
- 22. Superplastificantes Dispersión Electrostática Dispersantes iónicos
- 23. Híper-plastificantes Llamados así por que plastifican o reducen la cantidad de agua en un concreto u hormigón, alcanzando una reducción hasta de un 45 % El mecanismo de estabilización es estérico y electro estérico (poli electrólitos) •R.A/C relativamente altas: 0.30-0.45 •Concretos Autocompactantes (HAC) •Los mas conocidos son a base de Policarboxilatos (PC), Nano sílice (PCE) y combinaciones hechas a la medida de acuerdo a la necesidad, etc. •Desarrollados a partir de 1990
- 24. Hiperplastificantes Los aditivos de última generación que permite reducir hasta un 45% el agua de amasado. Incluye tecnología NANOSÍLICE que permite una perfecta dispersión en la masa del hormigón, la que rellena los espacios entre partículas de cemento y áridos finos confiriendo características de impermeabilidad y mayor durabilidad a la estructura al reducir la relación agua/cemento, junto con mejorar su trabajabilidad y elevar sus resistencias mecánicas
- 25. Base química Algunos aditivos
- 26. Estructura Básica Molecular Cadena principal Grupo Naftaleno ( NS) Grupo Sulfonato -SO3Na Grupo Policarboxilato ( PC ) Cadena lateral corta de óxido de Etileno (EO) Cadena principal Grupo Carboxílico -COONa
- 27. Capacidad dispersante de los aditivos Cono flujo ASTM 230 (111-112) RA/C= 0.30 400 Grupo Nanosílice (PCE) Grupo Policarboxilato (PC) Flujo (mm) 300 200 Grupo Naftaleno (NSF) 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Dosis (% en cemento)
- 28. Capacidad dispersante de los aditivos Cono flujo ASTM 111-112) RA/C= 0.20 400 Grupo Nanosílice (PCE) Flujo (mm) 300 Grupo Policarboxilato (PC) 200 Grupo Naftaleno (NSF) 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Dosis (% en cemento)
- 29. Cantidad Adsorbida de aditivo en cemento 8 Cantidad Adsorbida (mg/g) Grupo Naftaleno ( NS) 6 4 Grupo Policarboxilato ( PC ) 2 Grupo Nanosílice (PCE) 0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Dosis (%, en cemento)
- 30. Reología de mezclas de concreto La trabajabilidad de una mezcla es la propiedad más importante del concreto en estado fresco y de ella dependen en gran medida las propiedades en estado endurecido, como son la resistencia y la durabilidad. El Instituto Americano del Concreto la define como: «la propiedad que determina la facilidad y homogeneidad con que puede ser mezclada, colocada, consolidada y terminada una mezcla de concreto o mortero fresco»
- 31. REOLOGIA NANO SILICE Distribución de partículas homogénea y compacta.
- 32. NORMAS Extracción de muestras y cantidad de ensayos para cemento hidráulico. Norma NTC 108 (ASTM C 183). Cemento portland. especificaciones físicas y mecánicas. Norma NTC 121 (ASTM C 150) Métodos de análisis químico de los cementos hidráulicos. Norma NTC 184 (ASTM C 114) Método para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico. Norma NTC 110 (ASTM C 187) Mezcla mecánica de pastas de cemento hidráulico y morteros de consistencia plástica. Norma NTC 112 (ASTM C 305) Aditivos químicos para concreto. Norma NTC 1299 (ASTM C 494 Determinación de la resistencia de morteros de cemento hidráulico usando cubos de 50 mm o 50,8 mm de lado. NTC 220 (ASTM C 109) Método de ensayo para determinar el tiempo de fraguado del cemento hidráulico mediante el aparato de vicat. NTC 118 (ASTM C 191) Cemento portland. Especificaciones químicas. NTC 321 (ASTM C 150)
- 33. Aparato Vicat para determinación del tiempo de fraguado
- 34. Prensa para evaluar la resistencia a la compresión
- 35. Ensayos en concreto Prueba de asentamiento
- 36. Aparato Vicat para determinar el fraguado del concreto Ensayo de fraguado
- 37. Moldes Prensa para ensayo de Piscina para el curado de resistencia en concreto los cilindros de concreto
- 38. Conclusión No somos responsables como profesionales de las obras mal construidas hasta ahora, a base de hormigón, pero si podemos determinar las que se construyan a partir de hoy, por eso hay que hacerlo bien, luego, no queda otro camino que hacerlo a base de ciencias y dentro de ellas la química coloidal juega un papel primordial.
- 39. Malas practicas ¿hasta qué grado Richter se diseña? Respuesta. “No diseñamos grados Richter, porque esta escala mide la energía general disipada en un terremoto” Se diseña bajo NORMAS ESTANDARIZADAS de cada país
- 40. BUENAS PRACTICAS EL TIEMPO ES DINERO: ¿Por qué los proyectos de construcción se ejecutan con tanta prisa? Por que se cuenta con “tecnología, tecnología y más tecnología” entre ellas los hormigones de alta resistencia, de rápido fraguado, elementos prefabricados y losas pre y pos tensadas. Por otra parte, el uso de innovaciones implica retos en capacitación