Aditivos de formigón: tipos, funcións e aplicacións
Introdución
O formigón é a columna vertebral da infraestrutura moderna, formando a base estrutural de edificios, estradas, pontes, túneles, encoros e moito máis. O seu uso xeneralizado atribúese á súa alta resistencia a compresión, versatilidade e rendibilidade. os ingredientes básicos do formigón —cemento, auga e áridos— requiren a miúdo modificacións para cumprir requisitos específicos de rendemento e medio ambiente. Aquí é ondeaditivos de formigóndesempeñar un papel crucial.
Aditivos de formigónSon produtos químicos naturais ou manufacturados ou aditivos engadidos á mestura de formigón antes ou durante a mestura para modificar as súas propiedades en estado fresco ou endurecido. Utilízanse para mellorar a traballabilidade, o tempo de fraguado, a resistencia, a durabilidade, a resistencia á exposición ambiental e mesmo a estética. Este ensaio afonda na clasificación, mecanismos, beneficios e aplicacións dos aditivos, ofrecendo unha visión detallada do seu papel indispensable na construción contemporánea.
Clasificación deAditivos de formigón
Os aditivos clasifícanse xeralmente en dúas grandes categorías:
1. Aditivos Químicos
Son produtos químicos solubles en auga que alteran o comportamento do formigón. Os tipos comúns inclúen:
-
Aditivos redutores de auga
-
Aditivos retardadores
-
Aditivos aceleradores
-
Superplastificantes (redutores de auga de gama alta)
-
Incorporación de aireaxentes
-
Inhibidores da corrosión
-
Aditivos que reducen a contracción
-
Inhibidores da reacción álcali-sílice
2. Aditivos minerais (ou cementosos complementarios).
Estes son materiais finos, moitas veces subprodutos industriais, que substitúen unha parte do cemento Portland:
-
Cinzas volantes
-
Escoura granulada moída de altos fornos (GGBFS)
-
Fume de sílice
-
Metacaolín
-
Cinza de casca de arroz
Aditivos químicos e as súas funcións
1. Aditivos redutores de auga
Finalidade: Para reducir o contido de auga na mestura de formigón sen afectar á traballabilidade.
Tipos:
-
Normal: Reducir a auga nun 5-10%
-
Gama media: Reducir a auga nun 6-12%
-
gama alta (Superplastificantes): Reducir a auga ata un 30%
Compostos comúns:
-
Lignosulfonatos
-
Naftalenosulfonatos
-
Éteres policarboxilatos (PCE)
Aplicacións:
-
Concreto premezclado
-
Elementos prefabricados
-
Formigón de altas prestacións
Beneficios:
-
Aumento da forza
-
Menor permeabilidade
-
Durabilidade mellorada
2. Aditivos retardadores
Finalidade: Para ralentizar o tempo de fraguado do formigón.
Usado en:
-
Hormigonado de clima quente
-
Grandes verteduras
-
Encofrados complexos
Exemplos:
-
Azucres
-
Fosfonatos
-
Ácidos hidroxicarboxílicos
Vantaxes:
-
Evita as articulacións frías
-
Mellora a terminabilidade
-
Permite o transporte prolongado
3. Aditivos aceleradores
Función: Acelera o desenvolvemento temperán da forza.
Exemplos:
-
Cloruro de calcio (aínda que uso limitado debido ao risco de corrosión)
-
nitrato de calcio
-
Tiocianato de sodio
Usos:
-
Hormigonado en clima frío
-
Traballos de reparación rápida
-
Fabricación de prefabricados de formigón
Nota: Os aceleradores sen cloruro son preferidos no formigón armado para evitar a corrosión do aceiro.
4. Superplastificantes
Definición: Redutores de auga de gama alta que proporcionan unha importante redución de auga sen perda de traballabilidade.
Compostos:
-
Éteres policarboxilados
-
Aditivos a base de melamina
Aplicacións:
-
Formigón de alta resistencia
-
Concreto autoconsolidante (SCC)
-
Formigón bombeado
Vantaxes:
-
Aumento da fluidez sen segregación
-
Acabado superficial mellorado
-
Concreto denso e duradeiro
5. Aditivos de entrada de aire
Finalidade: Introducir burbullas de aire microscópicas no formigón.
Función:
-
Mellorar a resistencia á conxelación-desconxelación
-
Mellorar a traballabilidade
-
Reducir o sangrado e a segregación
Aplicacións:
-
Pavimentos
-
Cubertas de pontes
-
Formigón visto en zonas frías
Axentes Usados:
-
Resina Vinsol
-
Ácidos graxos
-
Hidrocarburos sulfonados
6. Inhibidores da corrosión
Función: Protexa o reforzo de aceiro incorporado da corrosión.
Tipos comúns:
-
Nitrito de calcio
-
Inhibidores a base de zinc
-
Inhibidores orgánicos da corrosión
Aplicacións:
-
Estruturas mariñas
-
Pontes de estradas
-
Aparcadoiros
7. Aditivos para reducir a contracción (SRA)
Función: Reduce a contracción por secado e as fisuras asociadas.
Mecanismo: Menor tensión superficial da auga nos capilares.
Aplicacións:
-
Lousas en rasante
-
Cubertas
-
Membros estruturais expostos a condicións de secado
8. Inhibidores da reacción álcali-sílice (ASR).
Finalidade: Mitigar a expansión provocada pola reacción entre os álcalis do cemento e a sílice reactiva dos áridos.
Aditivos:
-
Nitrato de litio
-
Materiais puzolánicos que unen álcalis
Aditivos Minerais (SCM)
1. Cinza Volante
Orixe: Subproduto da combustión do carbón nas centrais eléctricas.
Clases:
-
Clase F: baixo en calcio
-
Clase C: alto calcio
Beneficios:
-
Mellora a traballabilidade
-
Mellora a durabilidade
-
Reduce a calor de hidratación
2. Fume de sílice
Fonte: Subproduto da produción de silicio metálico ou aliaxe de ferrosilicio.
Propiedades:
-
Extremadamente fino (100 veces máis fino que o cemento)
-
Alta actividade puzolánica
Usos:
-
Formigón de alta resistencia
-
Cubertas de pontes
-
Estruturas mariñas
3. Escoria de alto forno granulada moída (GGBFS)
Orixe: Subproduto da fabricación de ferro.
Vantaxes:
-
Alta resistencia aos sulfatos
-
Mellora a forza a longo prazo
-
Aclara a cor do formigón (útil en aplicacións arquitectónicas)
4. Metacaolín
Producido por: Arxila calcinadora de caolín.
Beneficios:
-
Alta reactividade
-
Mellora a forza e o acabado
-
Reduce a eflorescencia
5. Cinza de casca de arroz
Fonte: Residuos agrícolas
Use:
-
Concreto ecolóxico
-
Mellora a impermeabilidade
-
Reduce o sangrado
Mecanismos de Acción
-
Reacción puzolánica: A sílice en mesturas minerais reacciona co hidróxido de calcio para formar CSH adicional (hidrato de silicato de calcio), o principal composto que dá forza.
-
Dispersión de partículas de cemento: Os superplastificantes reducen a floculación, aumentando a superficie e a hidratación.
-
Bolsas de aire arrastradas: Crea microcámaras que absorben a presión de expansión da auga conxelada.
-
Interferencia química: Algunhas mesturas interrompen ou aceleran as reaccións de hidratación para alterar o comportamento de fraguado.
Vantaxes do uso de aditivos
-
Melloradotraballabilidade
-
Mellordurabilidadeeresistenciaa ambientes duros
-
Reducidorelación auga-cemento(mellora a forza)
-
Control do tempo(privado e endurecemento)
-
Eficiencia de custos a travésredución de cemento
-
Alternativas ecolóxicas (construción sostible)
Retos e limitacións
-
Problemas de compatibilidadeentre aditivos e cemento
-
Riscos de sobredose(pode reducir a forza ou causar atrasos na configuración)
-
Implicacións dos custos, especialmente con aditivos avanzados
-
Preocupacións ambientaiscon algúns compostos sintéticos
-
Control de calidadee necesidade dun deseño axeitado da mestura
Aplicacións na práctica
1. Proxectos de Infraestruturas
-
As presas, túneles, estradas e pistas dos aeroportos usan aditivos para a durabilidade, o control de fisuras e unha longa vida útil.
2. Edificios de gran altura
-
Os superplastificantes e retardadores facilitan a colocación de formigón a grandes alturas e reducen as xuntas frías.
3. Estruturas mariñas e costeiras
-
Os inhibidores da corrosión e os axentes incorporadores de aire axudan a combater ambientes agresivos cargados de cloruros.
4. Prefabricados de formigón
-
Os aceleradores e redutores de auga aceleran o ciclo de produción e melloran a calidade da superficie.
5. Vertidos masivos de formigón
-
Os retardadores e os aditivos minerais reducen os gradientes térmicos e as fisuras inducidas pola contracción.
Sostibilidade e Construción Verde
Os aditivos de formigón contribúen significativamenteconstrución sostible:
-
Reduciruso de cemento, reducindo as emisións de carbono.
-
Mellorarvida útil, diminuíndo a necesidade de reparacións.
-
Permitir o uso desubprodutos industriais(por exemplo, cinzas volantes, escouras).
-
Apoiar o desenvolvemento deformigón baixo en carbono.
Os aditivos aliñan coas certificacións de construción ecolóxica comoLEEDeBREEAM.
Tendencias e innovacións futuras
1. Aditivos de autocuración
-
Incorporar microcápsulas ou bacterias que reaccionen ás gretas e selalas de forma autónoma.
2. Nano-Aditivos
-
Use nanopartículas como nanosílice para mellorar a microestrutura e as propiedades mecánicas.
3. Aditivos intelixentes
-
Sensores integrados en mesturas que poden informar datos en tempo real sobre estrés, tensión e temperatura.
4. Impresión 3D de formigón
-
Require aditivos altamente fluídos e de fraguado rápido para unha estratificación de precisión.
5. Aditivos Captadores de Carbono
-
Están en marcha desenvolvementos para atrapar CO₂ no formigón durante o curado, reducindo as emisións.
Aditivos de formigónrevolucionaron a construción moderna ao permitir a produción de formigón máis resistente, duradeiro e sostible. Desde melloras básicas de traballabilidade ata capacidades avanzadas de autocuración, os aditivos adaptan o formigón para satisfacer demandas estruturais e ambientais específicas. A medida que a urbanización se intensifica e a demanda de infraestruturas sostibles crece, o papel dos aditivos na creación de formigón de alto rendemento e ecolóxico só se fará máis crítico.
Os enxeñeiros, arquitectos e profesionais da construción deben estar ao tanto da tecnoloxía de aditivos, seleccionando e aplicando estes materiais con prudencia para desbloquear todo o potencial do formigón no século XXI.
Hora de publicación: 19-Abr-2025