Los superplastificantes ( SP ), también conocidos como reductores de agua de alto rango , son aditivos utilizados para fabricar hormigón de alta resistencia o para colocar hormigón autocompactante . Los plastificantes son compuestos químicos que permiten la producción de hormigón con aproximadamente un 15% menos de contenido de agua . Los superplastificantes permiten una reducción del contenido de agua del 30% o más. Estos aditivos se emplean a nivel de unos pocos porcentajes en peso. Los plastificantes y superplastificantes también retardan el fraguado y el endurecimiento del hormigón. [1]
Según su funcionalidad dispersante y modo de acción se distinguen dos clases de superplastificantes:
Los superplastificantes se utilizan cuando se requieren suspensiones de partículas de cemento bien dispersas para mejorar las características de flujo ( reología ) del hormigón. Su adición permite disminuir la relación agua-cemento del hormigón o mortero sin afectar negativamente la trabajabilidad de la mezcla. Permite la producción de hormigón autocompactante y hormigón de alto rendimiento. La relación agua-cemento es el factor principal que determina la resistencia del hormigón y su durabilidad. Los superplastificantes mejoran en gran medida la fluidez y la reología del hormigón fresco. La resistencia del hormigón aumenta cuando la relación agua-cemento disminuye porque evitar añadir agua en exceso solo para mantener una mejor trabajabilidad del hormigón fresco da como resultado una menor porosidad del hormigón endurecido y, por lo tanto, una mejor resistencia a la compresión. [3]
La adición de SP en el camión durante el tránsito es un desarrollo bastante moderno dentro de la industria. Los aditivos agregados en tránsito a través de un sistema automatizado de gestión de asentamiento , [4] permiten mantener el asentamiento del concreto fresco hasta la descarga sin reducir la calidad del concreto.
Los plastificantes tradicionales son los lignosulfonatos en forma de sales de sodio . [5] Los superplastificantes son polímeros sintéticos . Los compuestos utilizados como superplastificantes incluyen (1) condensado de naftaleno formaldehído sulfonado, condensado de melamina formaldehído sulfonado, condensado de acetona formaldehído y (2) éteres de policarboxilatos . Los sulfonatos de melamina o naftaleno reticulados , denominados PMS (sulfonato de polimelamina) y PNS (sulfonato de polinaftaleno), respectivamente, son ilustrativos. Se preparan mediante la reticulación de los monómeros sulfonados utilizando formaldehído o sulfonando el polímero reticulado correspondiente. [1] [6]
Los polímeros utilizados como plastificantes presentan propiedades tensioactivas . Suelen ser ionómeros que portan grupos cargados negativamente ( sulfonatos , carboxilatos o fosfonatos ...). Funcionan como dispersantes para minimizar la segregación de partículas en el hormigón fresco (separación de la lechada de cemento y el agua de los áridos gruesos y finos, como gravas y arenas respectivamente). La cadena principal del polímero cargado negativamente se adsorbe sobre las partículas coloidales cargadas positivamente del cemento sin reaccionar, especialmente sobre la fase mineral de aluminato tricálcico ( C3A ) del cemento.
El sulfonato de melamina (PMS) y el sulfonato de naftalenosulfonato (PNS) actúan principalmente por interacciones electrostáticas con las partículas de cemento favoreciendo su repulsión electrostática mientras que los superplastificantes de éter de policarboxilato (PCE) absorben y recubren grandes aglomerados de partículas de cemento y gracias a sus cadenas laterales, favorecen estéricamente la dispersión de grandes aglomerados de cemento en otros más pequeños. [7]
Sin embargo, como sus mecanismos de funcionamiento no se comprenden completamente, en ciertos casos se pueden observar incompatibilidades cemento-superplastificante. [8]
El superplastificante de policarboxilato (PCE), la tercera generación de superplastificantes de alto rendimiento, [9] sigue el desarrollo de los plastificantes y superplastificantes comunes. Reduce significativamente el contenido de agua al tiempo que mejora la trabajabilidad, la resistencia y la durabilidad del hormigón. Conocido por su tecnología de vanguardia, sus excepcionales perspectivas de aplicación y su rendimiento general superior, el PCE ha revolucionado los aditivos para hormigón.
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