Eficacia anti salitre en el concreto: comparación de aditivos añadidos al cemento tipo I y cementos antisalitre

Abstract

En este trabajo de investigación se comparó la eficacia para evitar la aparición del salitre en el concreto de los cementos anti salitre Inka HS y Yura HS frente a un cemento Tipo I con la adición de aditivos impermeabilizantes los cuales fueron Sika-1 en polvo y Chema 1 líquido, estos se aplicaron en porcentajes de 2.35%, 3.45% y 4.55% para evaluar la respuesta del concreto al aumentar la cantidad de aditivo. Los porcentajes seleccionados corresponden a los indicados en la ficha técnica de cada uno con respecto al peso de cemento, y se decidió tomar un punto medio entre ambos para obtener más datos para el análisis a realizarse. Los agregados utilizados fueron obtenidos de la cantera “La Victoria - Pátapo”, se realizó su caracterización bajo las normas técnicas peruanas, tales como el análisis granulométrico de los agregados (NTP 400.012), contenido de humedad (NTP 339.185), peso específico y absorción (Agregado grueso NTP 400.021 y Agregado fino NTP 400.022) y peso unitario (NTP 400.017). El agregado fino utilizado tuvo un módulo de fineza de 2.916 y el agregado grueso tuvo un tamaño máximo nominal de ¾”. Se utilizó el método ACI 211.1 para realizar el diseño de mezcla de concreto con f’c=175 kg/cm², siguiendo la metodología se determinaron factores clave como la resistencia especificada a los 28 días (245 kg/cm2), el asentamiento (1-3 pulgadas), la relación agua cemento (0.628), contenido de aire (2%), entre otros procesos indicados por esta metodología, para finalmente obtener las proporciones adecuadas para el diseño de mezcla. Fueron elaboradas 135 probetas, de las cuales 108 tuvieron un diámetro de 10cm por 20cm de alto, y se usaron 3 de ellas para cada muestra, los 27 restantes fueron de 15cm de diámetro y 30cm de alto, las cuales por indicaciones del ensayo se tuvieron que cortar por la mitad (15cmx15cm) para ser usadas 3 por cada muestra en el ensayo de permeabilidad. El primer ensayo realizado fue el de asentamiento, en donde las muestras realizadas con los cementos anti salitre Yura HS e Inka HS y la muestra patrón con cemento tipo I, obtuvieron asentamientos dentro del rango planteado (2.55”, 2.50” y 2.95” respectivamente), en cuanto a las muestras con cemento tipo I más aditivos, se observó que conforme aumentaba la cantidad de aditivo la mezcla se volvía más trabajable, logrando llegar con un porcentaje de 4.55% a 6 pulgadas con Sika-1 en polvo y a 5 pulgadas con Chema 1 líquido. En cuanto al ensayo de resistencia a la compresión, este se realizó a los 14, 21 y 28 días de edad, en donde se pudo observar que la muestra patrón con cemento tipo I obtuvo el mayor valor de f’c (294.92kg/cm2), seguido por las muestras con aditivos aplicados en 2.35% con valores de 292.93 kg/cm2 para Chema 1 líquido y 292.29 kg/cm2 para Sika-1 en polvo. Es necesario mencionar que con el aumento del porcentaje de aditivo se observó una ligera reducción en la resistencia a la compresión. Los cementos anti salitre obtuvieron valores de 275.44 kg/cm2 con Inka y 258.72 kg/cm2 con Yura. En el ensayo de permeabilidad se pudo observar que el cemento Yura HS mostró la más baja profundidad de penetración, con un valor de 16.67mm, seguido por el cemento Inka HS con 18.33mm. En cuanto a la muestra patrón esta no es considerada impermeable, ya que obtuvo un valor de 47.67mm. Se observó que la aplicación de aditivos al cemento tipo I ayudaba a impermeabilizar el concreto a medida que se aumentaba el porcentaje de aditivo, logrando el menor valor de profundidad de penetración con 4.55%, con valores de 18.67mm para Sika-1 en polvo y 19.67mm para Chema 1 líquido

In this research study, the effectiveness of preventing efflorescence in concrete was compared between anti-efflorescence cements Inka HS and Yura HS, and a Type I cement with the addition of waterproofing additives: Sika-1 powder and Chema 1 liquid. These additives were applied at percentages of 2.35%, 3.45%, and 4.55% to evaluate the concrete’s response as the additive quantity increased. The selected percentages correspond to the technical data sheets of each additive based on the weight of cement, and a midpoint between the two was chosen to obtain more data for the subsequent analysis. The aggregates used were obtained from the “La Victoria - Pátapo” quarry and characterized according to Peruvian technical standards, including particle size analysis (NTP 400.012), moisture content (NTP 339.185), specific gravity and absorption (coarse aggregate NTP 400.021 and fine aggregate NTP 400.022), and unit weight (NTP 400.017). The fine aggregate had a fineness modulus of 2.916, and the coarse aggregate had a nominal maximum size of ¾”.The ACI 211.1 method was used for the concrete mix design with a target strength of f’c = 175 kg/cm². Following this methodology, key factors were determined such as the specified 28-day strength (245 kg/cm²), slump (1–3 inches), water-cement ratio (0.628), air content (2%), among other processes indicated in the method, to finally obtain the appropriate mix proportions. A total of 135 specimens were prepared: 108 with dimensions of 10 cm diameter by 20 cm height (3 for each sample), and 27 specimens of 15 cm diameter by 30 cm height, which, as required by the permeability test, were cut in half (15 cm x 15 cm), using 3 per sample. The first test performed was the slump test. The samples made with anti-efflorescence cements Yura HS and Inka HS, as well as the control sample with Type I cement, showed slumps within the expected range (2.55", 2.50", and 2.95" respectively). For the Type I cement with additives, it was observed that as the additive content increased, the mixture became more workable, reaching slumps of 6 inches with 4.55% Sika-1 powder and 5 inches with 4.55% Chema 1 liquid. Regarding the compressive strength test, this was conducted at 14, 21, and 28 days. It was observed that the control sample with Type I cement achieved the highest f’c value (294.92 kg/cm²), followed by samples with 2.35% additives: 292.93 kg/cm² for Chema 1 liquid and 292.29 kg/cm² for Sika-1 powder. It is necessary to mention that as the additive percentage increased, a slight reduction in compressive strength was observed. The anti-efflorescence cements reached values of 275.44 kg/cm² for Inka and 258.72 kg/cm² for Yura. In the permeability test, it was observed that Yura HS cement showed the lowest penetration depth at 16.67 mm, followed by Inka HS with 18.33 mm. The control sample was not considered waterproof, as it reached a depth of 47.67 mm. It was observed that the application of additives to Type I cement helped to waterproof the concrete as the additive percentage increased, achieving the lowest penetration depth with 4.55%: 18.67 mm for Sika-1 powder and 19.67 mm for Chema 1 liquid.