Productos Auxiliares para el Prefabricado 

La industria del hormigón prefabricado es un consumidor de hormigones muy específicos y con propiedades particularizables a cada sistema y ritmo de producción, tipo de maquinaria, geometría de los moldes etc

Alrededor de esta industria se han ido realizando diseños de aditivos cada vez más potentes y sofisticados no ya orientados a reducir agua y aumentar /modular consistencias de trabajo sino a conferir propiedades complementarias buscando la máxima adaptación a las condiciones de fabricación, durabilidad y estética del producto final.

Este capítulo recoge los productos que de ahora en adelante denominaremos "auxiliares" más empleados por esta industria, y analizaremos los posibles usos que podemos hacer de ellos con el objetivo de potenciar las prestaciones y estética del hormigón prefabricado. Hablaremos por tanto de los siguientes:

Por definición, son aquellos aditivos cuya química hace que la reacción de hidratación del cemento y generación de la fase resistente producto de esta hidratación tenga lugar en un tiempo más corto.
Según sea la naturaleza del acelerante, puede hablarse de acelerador de fraguado, acelerador de endurecimiento e incluso de aceleradores que combinen ambas acciones.
Entendemos por fraguado la pérdida de plasticidad de la masa, siendo éste un proceso de horas. En cambio, por endurecimiento se entiende aquel proceso de ganancia de resistencias que el hormigón tendrá posterior a la fase de fraguado cuya duración es del orden de años.

En función del campo de aplicación es importante distinguir aquellos acelerantes que contienen cloruros de aquellos que no contienen (según lo que dicta la Norma Europea EN-480-10), ya que los primeros sólo podrán adicionarse exclusivamente a hormigones en masa, mientras que los segundos podrán adicionarse a los armados y pretensados.

Tal sería el caso de Bettacel, como acelerante para hormigón en masa y en general para cualquier pieza de prefabricación ligera de la industria MCP que no contenga armado alguno.

Para piezas de pequeño tamaño tipo arquetas, pequeña tubería etc los acelerantes diseñados para tal aplicación son el Lubracel y Pozzolith 558 HE, mientras que para prefabricado pesado los acelerantes de más desarrollo tecnológico y prestaciones serían el POZZOLITH HE-1, Pozzolith 559 HE y Pozzolith 558 HE.

En cualquiera de las situaciones descritas, el empleo de acelerantes está indicado cuando se quiere anticipar el desmoldeo de piezas o bien en condiciones de baja temperatura.

El uso de aireantes en hormigón prefabricado se reduce a casos muy concretos y poco habituales, ya que la inclusión de aire disminuye por lo general la densidad de la pieza y por tanto disminuye su resistencia. De hecho, hay ámbitos como en el hormigón pretensado en el que están totalmente prohibidos por reducir la adherencia entre hormigón-acero (con la salvedad expresa de inclusión de aire señalado en el art.29º del Capitulo VI de la EHE referente a máquinas de fabricación en continuo).

Los aditivos aireantes tales como Micro Air 100 y Microair 100RA son tensoactivos que basan su acción en la formación de burbujas de aire de tamaño controlado y distribución homogénea en todo el volumen de hormigón. La inclusión de este aire permite dotar al hormigón de cierta elasticidad y hacer de éste un elemento más resistente a los ciclos hielo- deshielo. Su uso puede ser recomendable cuando se trabaja con hormigones ligeros formulados con arcilla expandida; en prefabricación de consistencia seca o MCP puede contribuir a mejorar los acabados superficiales de las piezas, aunque la disminución de la densidad de las mismas no lo hace especialmente indicado al comprometer tanto la resistencia mecánica como la absorción de las piezas.

Como ya es sabido, sobre un hormigón fresco se presentan tres focos que potencialmente pueden originar la fisuración superficial del mismo.

El primero de ellos tiene que ver con la fisuración de origen químico, al ser los productos antes y después de la hidratación de distinto volumen.

El segundo tiene que ver con la fisuración de origen térmico, al producirse cambios de temperatura (y por tanto dilataciones y contracciones) durante la reacción de fraguado, que es exotérmica.

El tercero está relacionado con la fisuración plástica, es decir, con la evaporación prematura del agua "de consistencia" o agua no empleada para hidratar el cemento, con los consiguientes cambios de volumen y formación de tensiones internas.

Los líquidos curadores son aditivos especialmente diseñados para evitar las fisuras derivadas de la retracción plástica impidiendo la rápida evaporación de agua durante las primeras edades.

Podemos distinguir entre dos tipos de líquidos curadores para hormigón:

Un desactivador superficial de fraguado es aquel aditivo capaz de bloquear el fraguado de una lámina de hormigón de espesor controlable durante un tiempo determinado. Transcurrido ese tiempo, aplicando agua a presión sobre la superficie de hormigón desactivada lograremos eliminar esa fracción retardada y quedará a la vista el árido anclado a la matriz de hormigón: esto es lo que visualmente conocemos como fachada o pavimento de árido visto.

Bajo la marca RheoFACE, los desactivantes superficiales de BASF CC cubren un espectro de penetraciones en función del decapado o desactivación de la lámina de hormigón que se quiera tratar. Ello dependerá fundamentalmente del tamaño de árido a utilizar, de la propia estética deseada y de las condiciones climatológicas que pudieran agredir a la fachada o de rodadura en el caso de un pavimento.

Para la realización de paneles y fachadas de árido visto, la gama específica que BASF CC destina a estas aplicaciones es la de RheoFACE 474 (base agua) y RheoFACE 450 (base disolvente), mientras que para pavimentos el decapante específico es el RheoFACE 488 .

Para la fabricación de panel de árido visto, es especialmente recomendable el uso de una imprimación que proteja el molde y facilite su posterior limpieza reduciendo a la mínima expresión la mano de obra dedicada a la preparación del metal para una nueva puesta. En este tipo de sistemas de producción, el producto específico a aplicar previamente es el RheoFACE Antiadherente .

Un desencofrante es un agente inhibidor de la adherencia que actúa a modo de interfase separadora entre dos medios, en este caso hormigón y molde.

El mecanismo separador responde bien a 1) la formación del llamado jabón de cal (saponificación) entre un aceite mineral o vegetal (desencofrante) y el medio alcalino (hormigón) o 2) a la formación de una lámina continua, dura e inerte que forman las ceras específicas para estas aplicaciones.

Para la elección del desencofrante que mejor se adapta a cada situación, hay que considerar varios condicionantes:

• Aplicación en vertical u horizontal

• Naturaleza del encofrado (madera, metálico, fenólico, caucho…)

• Estética del hormigón final: hormigón para estructura, hormigón visto…

En la industria del prefabricado, las exigencias de óptima adaptación del tipo de desencofrante a las condiciones específicas de las piezas a hormigonar cobran especial importancia. Por una parte, la estética es de vital importancia en un hormigón prefabricado arquitectónico, mientras que en el resto de prefabricados representa un valor añadido muy apreciado que refuerza la imagen de calidad del elemento en cuestión. Por otra parte, la elección adecuada del desencofrante reportará una mayor facilidad de extracción del aire cuando éste sea vibrado.

Como dato paralelo, pero no por ello menos importante, todos los formulados de BASF CC están diseñados para ejercer una protección extra frente a la corrosión de los moldes metálicos.

A modo de esquema, he aquí la gama de desencofrantes de BASF CC y sus principales características:

Un hidrofugante es aquel aditivo capaz de reducir la absorción capilar del hormigón endurecido.

Es un efecto puramente físico causado por las propiedades químicas del aditivo, cuyas moléculas presentarán siempre la estructura típica de un tensoactivo, con terminales hidrófilo e hidrófobo. El extremo que debe estabilizarse siempre hacia la fase “aire” debe ser naturalmente hidrofóbico, para que el efecto de perleo o beeding (como se conoce en la literatura anglosajona) tenga lugar.

En función del tipo de prefabricado hay hidrofugantes que se adaptan mejor a ciertas condiciones específicas. Así, para el prefabricado ligero de consistencia semiseca (MCP), el tamaño y estructura de las moléculas de los hidrofugantes RheoFIT 790 , RheoFIT 793 y RheoFIT 788 "sellen"” más eficazmente la gran porosidad de este tipo de hormigones. Para hormigones de mayores consistencias, el hidrofugante recomendado es el Hidrofix.

Existen tratamientos especiales a posteriori sobre hormigón endurecido, tal como lo es la hidrofugación superficial por pulverizado. En este caso, tanto RheoFIT 790 como RheoFIT 793 pueden ser pulverizados sobre hormigón endurecido, formando una membrana hidrófuga transpirable de análogo comportamiento a la normal adición.

Los agentes químicos (cloruros, sulfatos, ácidos, carbonatación…), físicos (abrasión, hielo-deshielo), e incluso los propios factores de ejecución en obra son factores que poco a poco van degradando el hormigón.

Si bien es cierto que los recubrimientos mínimos deben proporcionar una barrera físico-química para preservar la armadura, los agentes mencionados anteriormente van aumentando la porosidad superficial y difusión de gases hacia el interior, disminuyendo la cohesión de los materiales hasta producir disgregaciones del mismo, etc.

Rheocrete 222+ es un polímero que proporciona una protección en volumen mediante una acción no sólo física sino también química, prolongando este efecto más allá de cómo lo hacen los inhibidores basados en nitritos, ya que estos últimos tan sólo aumentan el límite de concentración de cloruros para el inicio de la corrosión y van sacrificándose a medida que interaccionan con los agentes corrosivos, y por tanto reduciendo su concentración y protección a lo largo del tiempo. Además, los inhibidores basados en nitritos de calcio tampoco reducen la difusión de cloruros a lo largo de la porosidad del hormigón, por lo que tan sólo es esperable un incremento de la vida útil de esa estructura.

Rheocrete 222+ no sólo reduce drásticamente la difusión de cloruros, sulfatos etc a través de los capilares gracias a la impermeabilización superficial que proporciona, sino que también forma una barrera entre el propio acero y el hormigón, de modo que se reduce significativamente la formación de cátodos de corrosión en el acero.

Todo ello se traduce en una protección añadida de un 30% adicional frente a los tradicionales inhibidores.

A diferencia de los hidrofugantes, un aditivo impermeabilizante tiene como función la de reducir al máximo la penetración de agua bajo presión. Un depósito de agua, un canal, una presa, una fuente, una piscina… serían ejemplos de elementos a tratar con impermeabilizantes.

Aditivados en masa, bloquean físicamente la red capilar del hormigón de forma que el agua a presión encuentra dificultades para transcurrir a través de dicha red. En este sentido, RHEOBUILD 2200 HI actúa sobre la red capilar de dos maneras: reduciendo los capilares a través de la disminución de la relación A/C y bloqueando físicamente la red capilar de poros.

La durabilidad y el deterioro de un hormigón, como hemos comentado anteriormente, vienen condicionados por la propia ejecución o colocación en obra. Aún siendo cuidadosos en este aspecto, muchas veces no está garantizado un óptimo relleno de la pieza, o la propia vibración del hormigón puede incluso romper el equilibrio interno en el hormigón.

En la búsqueda de confeccionar un hormigón en el que el factor humano sea un condicionante reducido a la mínima expresión, se han ido desarrollando sistemas para la industria del hormigón prefabricado tales como el Hormigón Autocompactante y los aditivos de la marca Glenium ACE .
Se ha comprobado que este tipo de sistemas (HAC), aún aportando cuantiosas y atractivas mejoras en todos los aspectos, siguen estando sometidas a la variabilidad de materias primas y el propio control en fábrica a la hora de confeccionar la mezcla y su transporte hasta el molde.

Para tener un control total sobre el hormigón hay que actuar no ya sobre la fase de diseño, perfectamente trabajada de antemano, sino sobre la robustez del hormigón en fresco, para lo cual BASF CC ha diseñado el modulador de viscosidad RheoMATRIX.

RheoMATRIX es un aditivo de síntesis, cuyo polímero tiene un muy alto peso molecular. Trabaja “tejiendo” en la masa de hormigón una estructura celular capaz de aportar la cohesión y homogeneidad necesaria como para soportar variabilidades y factores no controlados que cotidianamente ocurren en cualquier fábrica, como es el contenido en finos de las arenas, humedad de los áridos, vibraciones durante el transporte…

Partiendo de este su alta actividad en cuanto a aporte de cohesión, es posible incluso confeccionar Hormigones Autocompactantes de bajo contenido en finos y por tanto hacer de este sistema una fórmula de trabajo RENTABLE cualesquiera sean las condiciones.

Rheomac VMA350 es un producto basado en sílice sintética de tamaño nanométrico (a diferencia de la microsílice convencional, del orden de micras). Por el hecho de ser sintética, su nivel de pureza es extremo (el color es blanco limpio, que es el color del SiO2 amorfo), a diferencia de la microsílice obtenida como subproducto.

Su adición en el hormigón permite no sólo una ganancia de resistencias tanto a 28d (lo habitual en una microsílice convencional) como en las primeras edades dada su alta reactividad con la portlandita liberada durante la hidratación, según los siguientes procesos:

Su reducido tamaño, distribución homogénea de partículas y el hecho de estar en suspensión coloidal hace que Rheomac VMA350 sea muy activa y a la vez permite eliminar la variabilidad en la demanda de agua que conlleva la adición de microsílice en polvo.

Rheomac VMA350 colabora de forma importante (al igual que la microsílice) a la confección de hormigón impermeable, mejorado claramente las zonas de interfase, donde en el hormigón convencional se acumula gran parte de portlandita, y que suponen vías de baja compacidad. Además, la alta compacidad lograda no implica los efectos secundarios no deseados que origina el empleo de la microsílice convencional en cuanto a demanda de agua, peor trabajabilidad, complejidad de dosificación y mayor demanda de aditivo superplastificante.

Como aditivo químicamente inerte destinado exclusivamente a modificar la estética estarían los pigmentos para hormigón, regulados por la norma UNE EN-12878:2000.

Ampliamente usados en el sector de la prefabricación, sobre todo en el MCP, actúan en volumen colocándose entre intersticios de granos de cemento y actuando a modo de centros de absorción de luz para dar lugar a toda la gama cromática imaginable.

Los pigmentos en slurry Rheomac facilitan la dispersión en la masa a la vez que no aumentan la demanda de agua como lo hacen los pigmentos en polvo.

De forma antagónica a cómo actuaría un acelerante, un retardante de fraguado es aquel aditivo que aumenta el tiempo de transición de la mezcla para pasar del estado plástico al estado rígido.
La acción de retardo es puramente química, interaccionando con la fase de C3A del cemento para evitar las formaciones primarias de hidratos. Ejemplo de retardante para el hormigón prefabricado sería el Bettoretard. Su influencia en las resistencias mecánicas respecto a un patrón responde a la evolución mostrada en la Figura 1.

En la industria del prefabricado, este tipo de aditivos solo se usan en casos muy puntuales, principalmente para controlar posibles figuraciones y formación de juntas frías en condiciones que suelen combinar épocas calurosas, piezas voluminosas y cementos de alto contenido en clínker y calor de hidratación.