Existen muchos tipos de aditivos para hormigón, que pueden dividirse en las siguientes categorías según su composición química: aditivos inorgánicos, aditivos orgánicos y aditivos compuestos. Los aditivos inorgánicos son principalmente sales electrolíticas; los orgánicos son principalmente sustancias tensioactivas y algunos polímeros de alto peso molecular, compuestos orgánicos y sales dobles. Los aditivos surfactantes pueden dividirse en tres categorías: aniónicos, catiónicos y no iónicos. Entre ellos, los tensioactivos aniónicos son los más utilizados en la actualidad; los aditivos compuestos suelen estar formados por compuestos inorgánicos y orgánicos y suelen tener diversas funciones.
Selección de aditivos
Ante la gran variedad de aditivos, es esencial elegir los distintos tipos en función de los requisitos técnicos adicionales. Los pasos son los siguientes:
a. Determinar el objetivo principal de la selección de aditivos;
b. Seleccione los aditivos apropiados basándose en las variedades de cemento conocidas o seleccione las variedades de cemento apropiadas basándose en las variedades de aditivos determinadas;
c. De acuerdo con las diferentes propiedades y requisitos de ingeniería del aditivo, determinar la dosificación mediante experimentos;
d. Determinar el método de incorporación de los aditivos según los diferentes planes de construcción, tales como mezclado, transporte, métodos de moldeo, condiciones de mantenimiento y otros procesos;
e. Ajuste la proporción de mezcla según el propósito y la cantidad del aditivo;
f. Tomar una pieza de prueba para el primer producto (en la tercera y cuarta mezcla) para una inspección rápida para confirmar o modificar su cantidad de mezcla o el plan de proceso.
Método de incorporación de aditivos
El aditivo es un material con un uso reducido pero un efecto significativo. Por lo tanto, es necesario realizar una medición correcta cuando se utilizan aditivos. La desviación permitida de la medida está dentro del 2%.
Según su forma, los aditivos pueden dividirse en en polvo, coloidales, líquidos y sólidos. Cuando se utilicen aditivos en polvo, deben pesarse con antelación de acuerdo con la dosis estándar para cada mezcla y guardarse en paquetes pequeños para su uso posterior. Cuando no sea necesario, utilizar temporalmente una cuchara pequeña o un vaso medidor para sustituir la masa por el volumen; utilizar gel, líquido, sólido y otras formas de dosificación. Cuando se utilicen aditivos, deben diluirse con agua en proporción antes de usarlos, y deben agitarse uniformemente antes de usarlos.
Agente reductor de agua
Un agente reductor de agua es un aditivo que puede reducir el consumo unitario de agua necesario en el hormigón, cumplir los requisitos de consistencia especificados y mejorar la trabajabilidad del hormigón.
Las principales funciones de los agentes reductores de agua son las siguientes: aumentar la eficacia de la hidratación, reducir el consumo unitario de agua, aumentar la resistencia y ahorrar el consumo de cemento; mejorar la trabajabilidad del hormigón no solidificado y evitar la segregación de los componentes del hormigón; mejorar la impermeabilidad. Reducen la permeabilidad al agua, evitan las fugas de las estructuras de construcción de hormigón y aumentan la durabilidad; aumentan la resistencia a la corrosión química; reducen la tasa de contracción de la solidificación del hormigón y evitan las grietas en los componentes de hormigón; mejoran la resistencia a las heladas, lo que es beneficioso para la construcción en invierno.
Tras el endurecimiento, la porosidad y el tamaño de los poros del hormigón son esenciales para la calidad y la impermeabilidad del hormigón. La relación agua-cemento de la mezcla de hormigón desempeña un papel decisivo en la porosidad del hormigón y el tamaño de los poros, la compacidad y el rendimiento antifiltración de la estructura de hormigón. Dado que el coeficiente de permeabilidad del hormigón aumenta rápidamente con el aumento de la relación agua-cemento, cuando aumenta de 0,4 a 0,7, su coeficiente de permeabilidad aumenta más de 100 veces, y el agente reductor de agua tiene un efecto de dispersión sólida sobre el cemento. Puede reducir significativamente la atracción entre las partículas de cemento que emplean adsorción polar, obstaculizar y destruir eficazmente la floculación entre las partículas, y liberar el agua en el flóculo, mejorando así la trabajabilidad del hormigón, por lo que puede reducir significativamente el consumo de agua de mezcla, lo que significa que puede reducir la relación, cambiar la distribución de la estructura de poros capilares del hormigón endurecido, reducir considerablemente el tamaño de los poros y la porosidad total, y mejorar la compacidad y la impermeabilidad del hormigón. Los agentes reductores de agua también pueden retrasar el pico de calor de hidratación del cemento, reduciendo o evitando el agrietamiento debido al estrés térmico antes de que el hormigón de gran volumen alcance una resistencia determinada, mejorando así el efecto impermeabilizante del hormigón de gran volumen.
Existen muchos tipos de agentes reductores de agua, y los métodos de clasificación son diversos. Algunos se clasifican según su efecto plastificante, otros según el volumen de aire arrastrado, otros según su impacto en el tiempo de fraguado y otros según las materias primas y la composición química.
Según el efecto plastificante, puede dividirse en agentes reductores de agua ordinarios y agentes reductores de agua de alta eficacia. Los agentes reductores de agua con tasas≥ 5% y < 10% se denominan agentes reductores de agua ordinarios; con una tasa ≥ 10% se denominan agentes reductores de agua de alta eficacia.
Según el impacto sobre el tiempo de fraguado y la resistencia temprana, puede dividirse en tipo estándar, tipo de fraguado lento y tipo de resistencia temprana. El tiempo de fraguado inicial del hormigón mezclado con el agente reductor de agua tradicional debe ser como mínimo de 1 hora, pero como máximo de 3,5 horas; el tiempo de fraguado final debe ser como máximo de 3,5 horas. Además de los efectos reductores de agua y de refuerzo, los agentes reductores de agua de resistencia temprana también pueden mejorar significativamente la resistencia temprana del hormigón.
Según las materias primas y los componentes químicos, puede dividirse en agentes reductores de agua a base de lignosulfonato, agentes reductores de agua a base de sulfonato de polialquil arilo (comúnmente conocidos como agentes reductores de agua a base de alquitrán de hulla), agente reductor de agua a base de sulfonatos de resina de melamina formaldehído sulfonado (comúnmente conocido como agente reductor de agua a base de melamina), agente reductor de agua a base de melaza y agente reductor de agua a base de ácido húmico.
(1) Tipos de agentes reductores de agua
1. Agente reductor de agua de polialquil aril sulfonato
El agente reductor de agua a base de aril sulfonato de polialquil se denomina también agente reductor de agua a base de alquitrán de hulla. Utiliza una determinada fracción o fracciones específicas de alquitrán de hulla como materia prima, genera un derivado de ácido sulfónico mediante una reacción de sulfonación, lo condensa con formaldehído y, a continuación, neutraliza el condensado con un álcali o sustancia alcalina para eliminar o no Un producto fabricado eliminando el exceso de sulfato.
Según las diferentes fracciones utilizadas en la producción, los agentes reductores de agua a base de alquitrán de hulla pueden dividirse en las tres categorías siguientes:
(a) Agente reductor de agua de la serie del naftaleno
Utiliza naftalina industrial como materia prima, y su principal componente es el polimetilnaftaleno sulfonato sódico.
(b) Agente reductor de agua de la serie del metilnaftaleno
Utiliza metilnaftaleno o aceite detergente con alto contenido en metilnaftaleno como materia prima, y su componente principal es el sulfonato sódico de polimetilnaftaleno;
(c) Agente reductor de agua a base de antraceno
Utiliza aceite de antraceno como materia prima, y su componente principal es el sulfonato sódico de polimetileno-antraceno. Este tipo de agente reductor de agua tiene una resistencia temprana y un importante efecto de refuerzo; puede mejorar significativamente la fluidez del hormigón sin cemento; en la dosis adecuada, tiene poco impacto en el tiempo de fraguado del hormigón; no causará la corrosión de las barras de acero y otras propiedades.
A la hora de utilizar este tipo de agente reductor de agua, debe prestarse atención a los siguientes aspectos.
(a) La dosificación adecuada de este tipo de agente reductor de agua suele ser del 0,5% al 1,0% de la masa de cemento.
(b) El método de mezcla influye mucho en el efecto plastificante de este tipo de agente reductor de agua. Por lo general, primero se añade el agua, se agita durante 2 o 3 minutos y, a continuación, se añade el agente reductor de agua para conseguir el mejor efecto.
(c) Cuando se utilizan áridos porosos en el hormigón, el agua debe añadirse en primer lugar, y el aditivo reductor de agua debe añadirse en último lugar.
(d) El hormigón con un asentamiento significativo no debe transportarse largas distancias en camiones volquete, y el agente reductor de agua debe mezclarse posteriormente.
(e) El contenido de gas de este tipo de agente reductor de agua varía mucho y debe seleccionarse cuidadosamente en función de los distintos fines de uso.