Aditivos para formigón: tipos, funcións e aplicacións
Introdución
O formigón é a columna vertebral das infraestruturas modernas, formando a base estrutural de edificios, estradas, pontes, túneles, presas e moito máis. O seu uso xeneralizado atribúese á súa alta resistencia á compresión, versatilidade e rendibilidade. Os ingredientes básicos do formigón (cemento, auga e áridos) adoitan requirir modificacións para cumprir requisitos específicos de rendemento e ambientais. Aquí é ondeaditivos para formigóndesempeñar un papel crucial.
Aditivos para formigónson produtos químicos ou aditivos naturais ou manufacturados que se engaden á mestura de formigón antes ou durante a mestura para modificar as súas propiedades no estado fresco ou endurecido. Úsanse 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, os mecanismos, os beneficios e as aplicacións das adicións, ofrecendo unha ollada detallada ao seu papel indispensable na construción contemporánea.
Clasificación deAditivos para formigón
As mesturas clasifícanse xeralmente en dúas categorías principais:
1. Aditivos químicos
Trátase de produtos químicos solubles en auga que alteran o comportamento do formigón. Entre os tipos máis habituais inclúense:
-
Aditivos redutores de auga
-
Aditivos retardantes
-
Aditivos aceleradores
-
Superplastificantes (Redutores de auga de alto rango)
-
Incorporación de aireaxentes
-
Inhibidores da corrosión
-
Aditivos redutores de retracción
-
Inhibidores da reacción alcalino-sílice
2. Aditivos minerais (ou cementosos suplementarios)
Trátase de materiais finos, a miúdo subprodutos industriais, que substitúen unha parte do cemento Portland:
-
cinzas volantes
-
Escoria granulada de alto forno moída (GGBFS)
-
Fume de sílice
-
Metacaolín
-
Cinza de casca de arroz
Aditivos químicos e as súas funcións
1. Aditivos redutores de auga
PropósitoPara reducir o contido de auga na mestura de formigón sen afectar a traballabilidade.
Tipos:
-
NormalReducir a auga entre un 5 e un 10 %
-
Gama mediaReducir a auga entre un 6 e un 12 %
-
Gama alta (Superplastificantes)Reduce a auga ata un 30 %
Compostos comúns:
-
Lignosulfonatos
-
sulfonatos de naftaleno
-
Éteres de policarboxilato (PCE)
Aplicacións:
-
Formigón premezclado
-
Elementos prefabricados
-
Formigón de alto rendemento
Beneficios:
-
Maior forza
-
Menor permeabilidade
-
Mellora da durabilidade
2. Aditivos retardantes
PropósitoPara retardar o tempo de fraguado do formigón.
Usado en:
-
Formigón para climas cálidos
-
Grandes vertidos
-
Encofrados complexos
Exemplos:
-
azucres
-
Fosfonatos
-
Ácidos hidroxicarboxílicos
Vantaxes:
-
Evita as articulacións frías
-
Mellora a capacidade de acabado
-
Permite un transporte prolongado
3. Aditivos aceleradores
Función: Acelerar o desenvolvemento inicial da forza.
Exemplos:
-
Cloruro de calcio (aínda que de uso limitado debido ao risco de corrosión)
-
nitrato de calcio
-
Tiocianato de sodio
Usos:
-
Formigón para tempo frío
-
Traballos de reparación rápidos
-
Fabricación de formigón prefabricado
NotaEn formigón armado prefírense os aceleradores sen cloruros para evitar a corrosión do aceiro.
4. Superplastificantes
DefiniciónRedutores de auga de alto rango que proporcionan unha redución significativa da auga sen perda de traballabilidade.
Compostos:
-
Éteres de policarboxilato
-
Aditivos a base de melamina
Aplicacións:
-
Formigón de alta resistencia
-
Formigón autocompactante (HPC)
-
Formigón bombeado
Vantaxes:
-
Maior fluidez sen segregación
-
Acabado superficial mellorado
-
Formigón denso e duradeiro
5. Aditivos incorporadores de aire
PropósitoIntroducir burbullas de aire microscópicas no formigón.
Función:
-
Mellorar a resistencia á conxelación e desconxelación
-
Mellorar a traballabilidade
-
Reducir a hemorraxia e a segregación
Aplicacións:
-
Pavimentos
-
Taboleiros de pontes
-
Formigón exposto en rexións frías
Axentes empregados:
-
Resina Vinsol
-
Ácidos graxos
-
Hidrocarburos sulfonados
6. Inhibidores da corrosión
Función: Protexer o reforzo de aceiro incrustado da corrosión.
Tipos comúns:
-
Nitrito de calcio
-
Inhibidores a base de zinc
-
Inhibidores orgánicos da corrosión
Aplicacións:
-
Estruturas mariñas
-
Pontes de autoestradas
-
Aparcadoiros
7. Aditivos redutores de retracción (SRA)
FunciónReducir a retracción por desecación e as gretas asociadas.
Mecanismo: Menor tensión superficial da auga nos capilares.
Aplicacións:
-
Laxes a rasante
-
Coberturas
-
Elementos estruturais expostos a condicións de secado
8. Inhibidores da reacción alcalino-sílice (ASR)
Propósito: Mitigar a expansión causada pola reacción entre os álcalis do cemento e a sílice reactiva dos agregados.
Aditivos:
-
nitrato de litio
-
Materiais puzolánicos que se unen aos álcalis
Aditivos minerais (SCM)
1. Cinzas volantes
Orixe: Subproduto da combustión do carbón nas centrais eléctricas.
Clases:
-
Clase F: Baixo contido en calcio
-
Clase C: Alto contido en calcio
Beneficios:
-
Mellora a traballabilidade
-
Mellora a durabilidade
-
Reduce a calor de hidratación
2. Fume de sílice
OrixeSubproduto 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
-
Taboleiros de pontes
-
Estruturas mariñas
3. Escoria granulada de alto forno moída (GGBFS)
Orixe: Subproduto da fabricación do 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: Calcinación da arxila de caolín.
Beneficios:
-
Alta reactividade
-
Mellora a forza e o acabado
-
Reduce a eflorescencia
5. Cinza de casca de arroz
Orixe: Produto de residuos agrícolas
Usar:
-
Formigón ecolóxico
-
Mellora a impermeabilidade
-
Reduce o sangrado
Mecanismos de acción
-
Reacción puzolánicaA sílice nas adicións minerais reacciona co hidróxido de calcio para formar CSH (silicato de calcio hidratado) adicional, o principal composto que lle dá resistencia.
-
Dispersión de partículas de cementoOs superplastificantes reducen a floculación, aumentando a superficie superficial e a hidratación.
-
Bolsas de aire arrastradasCrear microcámaras que absorban a presión de expansión da auga conxelada.
-
Interferencia químicaAlgúns aditivos interrompen ou aceleran as reaccións de hidratación para alterar o comportamento de fraguado.
Vantaxes do uso de aditivos
-
Melloradotraballabilidade
-
Mellordurabilidadeeresistenciaa ambientes hostiles
-
Reducidoproporción auga-cemento(mellora a forza)
-
Control do tempo(fraguado e endurecemento)
-
Eficiencia de custos medianteredución de cemento
-
Alternativas respectuosas co medio ambiente (construción sostible)
Desafíos e limitacións
-
Problemas de compatibilidadeentre aditivos e cemento
-
Riscos de sobredose(pode reducir a resistencia ou causar atrasos no fraguado)
-
Implicacións de custos, especialmente con aditivos avanzados
-
preocupacións ambientaiscon algúns compostos sintéticos
-
Control de calidadee necesidade dun deseño de mestura axeitado
Aplicacións na práctica
1. Proxectos de infraestruturas
-
As presas, os túneles, as autoestradas e as pistas de aeroportos usan aditivos para maior durabilidade, control de gretas e longa vida útil.
2. Edificios rañaceos
-
Os superplastificantes e retardantes facilitan a colocación de formigón a grandes alturas e reducen as xuntas frías.
3. Estruturas mariñas e costeiras
-
Os inhibidores de corrosión e os axentes incorporadores de aire axudan a combater ambientes agresivos cargados de cloruros.
4. Formigón prefabricado
-
Os aceleradores e os redutores de auga aceleran o ciclo de produción e melloran a calidade da superficie.
5. Vertidos de formigón macizo
-
Os retardadores e as aditivas minerais reducen os gradientes térmicos e as gretas inducidas pola retracción.
Sostibilidade e construción verde
As adicións para formigón contribúen significativamente aconstrución 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, escorias).
-
Apoiar o desenvolvemento deformigón baixo en carbono.
Os aditivos aliñanse coas certificacións de construción ecolóxica comoLEEDeBREEAM.
Tendencias e innovacións futuras
1. Aditivos autorreparantes
-
Incorporar microcápsulas ou bacterias que reaccionan ás gretas e as selan de forma autónoma.
2. Nanoaditivos
-
Empregar nanopartículas como a nano-sílice para mellorar a microestrutura e as propiedades mecánicas.
3. Aditivos intelixentes
-
Sensores integrados en mesturas que poden informar de datos en tempo real sobre tensión, deformación e temperatura.
4. Impresión 3D de formigón
-
Require aditivos moi fluidos e de fraguado rápido para a estratificación de precisión.
5. Aditivos capturadores de carbono
-
Estanse a desenvolver desenvolvementos para atrapar o CO₂ no formigón durante o curado, o que reducirá as emisións.
Aditivos para formigónrevolucionaron a construción moderna ao permitir a produción de formigón máis forte, máis duradeiro e máis sostible. Desde melloras básicas na traballabilidade ata capacidades avanzadas de autorreparación, os aditivos adaptan o formigón para satisfacer demandas estruturais e ambientais específicas. A medida que se intensifica a urbanización e se fai máis forte a demanda de infraestruturas sostibles, o papel dos aditivos na creación de formigón de alto rendemento e respectuoso co medio ambiente só se volverá máis crítico.
Os enxeñeiros, arquitectos e profesionais da construción deben manterse ao día da tecnoloxía de aditivos, seleccionando e aplicando estes materiais con sabedoría para liberar todo o potencial do formigón no século XXI.
Data de publicación: 19 de abril de 2025