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Acelerantes para Concreto, Reduciendo Tiempos y Costos

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Los acelerantes para concreto tienen muchas ventajas para los proyectos de construcción. Además, permiten reducir considerablemente el tiempo de ejecución de los mismos e incluso los costos.

El concreto es un material de construcción sobre el que se trabaja con reloj en mano, pues hay un tiempo determinado que se debe considerar para su manipulación desde que ha sido preparado hasta que logra el endurecimiento. Un factor importante que influye en el comportamiento de esta mezcla es el clima, puesto que si es muy cálido puede provocar el endurecimiento del concreto en poco tiempo. Lo contario pasa si se trata de un ambiente muy frío, ya que la fase de endurecimiento se desacelerará considerablemente.

Ante este tipo de inconvenientes, se recomienda el uso de aditivos, los cuales según el American Concrete Institute (ACI) son sustancias que se adhieren al concreto en una cantidad volumétrica menor al 5 % del peso del cementante y que brindan grandes beneficios tanto antes como después de la obra.

Este artículo fue publicado en la edición Mayo – Junio 2020 con el auspicio de las siguientes empresas

Si lo que se busca es modificar la tasa de hidratación del cemento para disminuir el tiempo de fraguado o para incrementar las resistencias tempranas del concreto, entonces debe utilizarse los acelerantes para concreto.

Según el ingeniero Max Carrasco de la empresa MC Enterprise, los acelerantes son sustancias que aceleran o reducen el tiempo de reacción química del cemento mezclado con el agua, acelerando el fraguado con la consiguiente ganancia de resistencia temprana del concreto, siendo la proporción normal de uso del orden de 1 % al 2% del peso del cemento.

Asimismo, señala que según se suministren líquidos o en polvo, se emplearán diluidos en el agua de mezclado, con lo cual se asegurará la uniformidad y el efecto controlado. “Tener presente que los acelerante provocan un aumento en la resistencia inicial comparado con un concreto normal, pero se obtienen resistencias menores a los 28 días. A más acelerante empleado para obtener una mayor resistencia inicial, se perderá mucha resistencia a largo plazo”, explica el experto de MC Enterprise.

Tipos de acelerantes

Este tipo de aditivos, en la actualidad, presenta dos tipos si los clasificamos según su composición química: aquellos basados en cloruro calcio o potasio y aquellos que están libres de este compuesto químico, que tiene la capacidad de actuar de manera compleja con el agua y el cemento.

Entre los principales químicos que trabajan como acelerantes del concreto, a parte del cloruro de calcio o potasio, el representante de MC Enterprise señala al formiato de calcio, el carbonato de sodio, el silicato de sodio o potasio, el fluorsilicato, el hidróxido de calcio, el aluminato de sodio, el nitrato de sodio, el humo de sílice (ceniza de sosa) y la trietanolamina orgánica.

En cuanto a los acelerantes con cloruro, se puede mencionar que estos son los más antiguos y se mantienen aún en uso debido a la alta eficiencia que brindan. Estos son usados tanto para influir en el fraguado como en el endurecimiento. Pueden emplearse en concreto simple respetando la dosificación máxima indicada por el ACI, pero sobre todo es ideal su aplicación en concreto de recubrimiento simple de túneles. Una debilidad de este acelerante es que, al contener cloruro de calcio, puede corroer al concreto reforzado y cualquier otra superficie metálica con la que pueda tener contacto.

Los acelerantes sin cloruro, en cambio, son ligeramente menos eficientes que los antes mencionados, pero tienen la ventaja de no provocar corrosión y de mantener protegido al acero de refuerzo. Estos pueden estar basados en nitratos, silicatos de sodio y ticianatos. Estos son muy recomendados para estructuras de concreto armado que están sujetas a presión hidrostática o que mantienen un contacto constante con el agua. Asimismo, cumplen con la especificación ASTM C-494 Tipo C.

SIKA

John Oré, jefe de Negocios en Minería de la empresa Sika, señala que existen dos tipos de acelerantes que cumplen con la norma ASTM C494 y están compuestos básicamente por la mixtura de nitratos modificados, tiosulfatos, entre otros. Estos son los tipos C y S. Los primeros son acelerantes de fraguado para mezclas de concreto, libres de cloruros.

“Todos ellos se utilizan en concreto armado y simple. Se usan generalmente en climas fríos (mezcla en trompo o planta de concreto) o en obras normales, en las cuales se desee poner rápidamente en servicio una estructura apoyada”, señala. Además, agrega que en climas templados o cálidos se deben usar solo con mezcla en trompo ya, debido a que el tiempo de manejabilidad se acorta.

En cuanto al tipo S, el representante de Sika indica que son acelerantes de resistencias iniciales, los cuales son utilizados en la producción de concreto a pie de obra con trompo y plantas de concreto. “Contamos con el SikaRapid® 1; este aditivo no afecta el fraguado normal (endurecimiento) del concreto en estado fresco. Se activa una vez que el concreto llega al fraguado final, incrementando sustancialmente las resistencias a uno y tres días”, agrega. Este tampoco contiene cloruro.

Usos

El uso de los acelerantes es recomendado por los especialistas para trabajos a ejecutarse en climas fríos. Esto para que la mezcla de concreto fresco tenga un fraguado similar al que tendría bajo un clima templado. De esta manera, se reduciría el tiempo de protección del concreto cuando es colocado en clima frío.

En referencia a este aspecto, el ingeniero Carrasco indica que para evitar que el tiempo de fraguado demore en proyectos ejecutados bajo climas menores a los 10 °C o tras el empleo de agua muy fría o congelada, lo cual implica altos costos en retrasos, es recomendable mantener los agregados y el cemento en lugares o ambientes calientes, usar agua caliente en la mezcla, cubrir el encofrado, la sub-base y el fierro de refuerzo para que estén libres de escarcha o hielo.

Además de ello, indica que en esta situación se puede emplear los acelerante de fraguado FRITZ N (con cloruros) o FRITZ NCA (sin cloruros). “El concreto deberá tener 30 cm de espesor para colocarlo a temperatura mayor a 10 °C y a no menos 5 °C cuando el espesor mínimo del concreto sea 1.5 m”, explica y añade que no se debe colar el concreto contra terreno congelado y que el encofrado debe precalentarse.

Por su parte, la empresa Chema señala que su acelerante de fragua para mortero y concreto, Chema 3, puede ser empleado tanto en climas normales como en ambientes que registran temperatura bajo los ceros grados centígrados. Este aditivo “actúa como anticongelante e inhibidor de corrosión del fierro de refuerzo” y acelera el desarrollo de las resistencias iniciales, haciéndose más notorio en temperaturas bajas.

Otra situación en la que es recomendable la utilización de estos aditivos es cuando se requiere poner en servicio una estructura lo más rápido posible. Esto se puede dar, advierte el jefe de Negocios en Minería de Sika, “siempre y cuando no esté sometido a flexión y esté respaldado por el diseñador o el proyectista”. Asimismo, también se puede aplicar en elementos prefabricados para incrementar la productividad.

En este aspecto, la empresa Chema señala que los acelerantes de fragua de concreto armado son efectivos para reducir el tiempo de fraguado y de esta manera ganar resistencias tempranas del concreto. Sobre este tipo de aditivo, la empresa cuenta con el Chema Estruct, el cual “es ideal para uso con cemento Portland tipo I y tipo V, puzolánicos, etcétera”.

A parte, si se desea evitar o combatir de manera rápida las fugas de agua en estructuras hidráulicas, también es recomendable según el ingeniero Carrasco. Asimismo, manifiesta que también debe utilizarse “para reducir las presiones en los encofrados, obteniendo mayores alturas de vaciado”.

Dosificación y aplicación

La dosificación de los acelerantes debe hacerse junto con el agua de amasado y no directamente sobre el hormigón, pues con esto se evita que el acelerante actúe solo una porción del hormigón. Si se obvia esto, podríamos tener una parte de la superficie endurecida rápidamente mientras que el resto mantendría el tiempo de fraguado normal.

La dosis adecuada no necesariamente se obtendrá a la primera. Por ello se recomienda hacer previos ensayos hasta obtener la dosificación que se desea. Para ello se debe considerar el tipo de cemento, la temperatura y el efecto que podrían causar otros aditivos, además de tener en cuenta las propiedades del acelerante que se está utilizando.

Beneficios

SIKA

Entre los beneficios que pueden brindar los diversos tipos de acelerantes se puede mencionar que evitan que los morteros y el concreto sufran daños debido al proceso de deshielo o al congelamiento, reducen los costos en el proyecto al impactar en la reducción del tiempo de espera, brindan mayor trabajabilidad al concreto y al mortero, permite realizar los trabajos de acabado más rápido de lo previsto, entre otros.

Al respecto, el representante de Sika refiere que los beneficios que brinda el empleo de estos acelerantes van a depender del proyecto que se tenga. “Si las especificaciones lo permiten, se puede reducir los tiempos de desencofrado y puesta en servicio de las estructuras. De igual manera, es posible acortar el tiempo de ejecución del proyecto y los gastos asociados, obteniendo mayor rentabilidad”, añade.

Por su parte, el ingeniero Carrasco refiere que los acelerantes reducen la trabajabilidad de la mezcla si se emplean solos, pero mejoran usando junto con incorporadores de aire, ya que incrementan su acción lubricante con el contenido de aire incorporado. “También, reducen la exudación, pero aumentan la contracción por secado y la figuración cuando no se cura el concreto rápida y adecuadamente. Por su gran cantidad de álcalis aumentan la reactividad alcalina con algunos agregados. Los concretos con acelerantes reducen la resistencia a los sulfatos y son sensibles a los cambios volumétricos por temperatura”, añade.

Otros beneficio directos e indirectos del uso de los acelerantes que enumera el ingeniero de MC Enterprise son: permite un desencofrado más rápido, lo cual posibilita ahorrar el costo del alquiler diario y la reutilización rápida del mismo; mayor rendimiento de la mano de obra, reduciendo costos asociados; reducción de los desperdicios en el mortero; y permite adelantar la puesta al servicio de la estructura.

Mercado

El profesional de Sika señala que la empresa está permanentemente lanzando al mercado nuevos productos, que brinden más eficiencia y tenga un menor costo, gracias a la tecnología con la que cuentan. Además, agrega que “la tecnología que se desarrolla no solo beneficia a las grandes obras, sino también a los pequeños constructores y a la autoconstrucción”.

En la actualidad − comenta Oré −, la empresa Sika ha innovado con tres nuevos acelerantes de fraguado, los cuales son el SikaRapid® 3, destinada a obras de mediana envergadura; el SikaRapid® 5, para obras de gran envergadura; y el Sika Cem® Acelerante PE, para obras pequeñas.

“Adicionalmente, ofrecemos un acelerante de resistencias iniciales, aditivo de mayor especialización SikaRapid®1”, añade.

Por su parte, el ingeniero Carrasco indica que la empresa MC Enterprise oferta en Perú los acelerantes Maxfast y Maxfast NC.

El Maxfast es un aditivo acelerante de fragua para concreto o mortero. Este puede ser usado para obtener fraguados rápidos y endurecimiento temprano del hormigón en obras, como canales, pistas, veredas, obras hidráulicas, puentes, zonas frías, reparaciones, tarrajeos, etcétera.

Mientras el Maxfast NC es un acelerante de fragua sin cloruros para el concreto o mortero y taponamientos. Puede ser usado en obras similares al Maxfast, además de sifones, obturación de grietas y agujeros con filtración de agua a presión.

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1 Comentario

1 Comment

  1. HORACIO URTEAGA BECERRA

    julio 3, 2020 at 5:48 pm

    Considero importante que los fabricantes de aditivos den algunas recomendaciones sobre su uso en el diseño de mezclas, las que se realizan en forma previa al vaceado del concreto, a fin de evitar efectos contrarios en obra

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