Nueva tecnología para aditivos de concreto

Tradicionalmente se ha considerado al concreto como un material de construcción compuesto por tres componentes: cemento, agregado y agua. Sin embargo, aunque en nuestros días todavía perdura esta idea, son ya pocos los profesionales del mundo de la construcción que no consideran al concreto como el material de construcción por excelencia, compuesto por los tres elementos anteriormente mencionados más un cuarto componente –indispensable en la mayoría de los casos–: el aditivo.

Esta evolución en el sector, que parece tan sencilla y que para los fabricantes de aditivos ha resultado importantísima, no ha estado exenta de confusiones (aditivo-adición), e ideas equivocadas (bueno o malo), sobre la necesidad de su utilización, así como sobre la oportunidad de uso de los mismos.

Para ubicar correctamente a los nuevos aditivos base polímeros policarboxílicos, convendría hacer un poco de historia. Los primeros aditivos para concreto empezaron a fabricarse y comercializarse en caso de España, en la segunda mitad de la década de los cincuenta y primeros días de los sesenta, aunque ya venían utilizándose mundialmente, de forma regular, desde la década de los treinta.

Eran los años en los que se recurría al aprovechamiento y a la utilización de subproductos de otros procesos industriales como el cloruro cálcico (el acelerante tradicional por excelencia), resultante de la fabricación de sosa por el método Solvay, y de las lejías sulfúricas (por todos conocidas como lignosulfonatos), procedentes de la fabricación de la pasta de papel. La introducción de los polímeros fue lenta, debido fundamentalmente a su elevado precio en comparación con los precios de los productos base lignosulfonato, pero imparable, a medida que los requerimientos del concreto fueron aumentado en consonancia con la publicación de las sucesivas instrucciones de concreto estructural.

Durante la década de los ochenta y los primeros años de los noventa, el uso de los aditivos creció espectacularmente gracias a un importante ciclo expansivo en la construcción, a los requerimientos técnicos que se demandaban al concreto y a las innovaciones tecnológicas que los diferentes fabricantes fueron lanzando al mercado como respuesta a esos requerimientos.

Hoy, los diferentes productos formulados con base en esta última generación de polímeros sintéticos consiguen alcanzar reducciones de agua de aproximadamente el doble de la que se alcanzaba con los polímeros anteriormente citados (>40%), con mantenimientos de la trabajabilidad del orden de las dos horas, y en ausencia total de efectos secundarios no deseados (retraso de fraguado y aire incluido). Asimismo, permiten conseguir una manejabilidad controlada a gusto del consumidor y un desarrollo de resistencias mecánicas tanto a edades tempranas como a 28 días, impensables hasta la fecha. Estas nuevas características abren un abanico de posibilidades muy amplio, tanto que empiezan a aparecer nuevas aplicaciones (concreto autocompactante, morteros autonivelantes o el concreto de alta resistencia), y que hoy en día, después de un largo proceso de introducción son ya una realidad.

La introducción de esta nueva generación de aditivos formulados con base en polímeros policarboxílicos, como cualquier otra novedad anterior, ha resultado ser más laboriosa, aun si cabe que las tecnologías antes descritas por su doble posibilidad de aplicación tanto para concretos estructurales tradicionales, como para su aplicación en concretos autocompactantes. 

Son varios los efectos que han contribuido de forma sensible al lento proceso de implantación de una nueva tecnología para aditivos:

1. Diferencia sensible en el manejo de los aditivos respecto o los comúnmente utilizados (lignosulfonatos, melaminas, naftalenos). Normalmente se achaca a los aditivos formulados en base a este tipo de polímeros la dificultad que existe en controlar el revenimiento de trabajo del concreto fabricado con ellos. Y es cierto, pues debido a su elevado poder de dispersión y a su extraordinaria capacidad para reducir agua, al mezclar el concreto

con una cantidad de agua similar a la que se utilizaría con otro tipo de producto, el revenimiento obtenido es muy superior al esperado. Sin embargo, esta peculiaridad que se utiliza como argumento en contra, se torna en ventaja si consideráramos que reduciendo la cantidad de agua de mezclado se puede obtener el revenimiento de trabajo deseado y además garantizar resistencias más elevadas, lo que redundaría en una mayor calidad del concreto fabricado con este tipo de productos.

2. Diferencias importantes en el precio de los policarboxilatos en comparación con los polímeros antes mencionandos. Es normal que los precios de estos polímeros sintéticos sean superiores al de los lignosulfonatos, ya que éstos son subproductos industriales de otro proceso (la obtención de pasta de papel), y los policarboxilatos se obtienen por reacción química de ácidos orgánicos y éteres acrílicos. Al tratarse de compuestos químicos derivados del petróleo, están sujetos a los vaivenes del precio de un mercado que normalmente está a la alza. Argumentar que no se justifica un precio elevado porque los costos del concreto se elevarían y no se podría hacer rentable ese sobrecosto, es una "excusa de mal pagador". Cualquier innovación que represente el poder fabricar un concreto de mayor calidad, con las consiguientes ventajas para el sector, se hace rentable por sí mismo.

3. Usos y costumbres del usuario final ya que, es práctica habitual en el sector emplear tiempos de mezclado del concreto muy cortos, ya sea en el camión revolvedora o mezcladora, así como verificar el revenimiento de dicho concreto con el "reloj" (manómetro) que todos los dispositivos de mezclado llevan. Por encima de un valor determinado significa que el concreto "va duro" y por tanto hay que arreglarlo (añadir agua) perjudicando las resistencias del mismo. Los aditivos formulados en base a policarboxilatos, proporcionan un concreto más homogéneo y compacto, pero a la vez más viscoso que un aditivo convencional. Asimismo, necesitan un tiempo de mezclado superior al usual para desarrollar sus propiedades. Este doble efecto hace que estos concretos sobrepasen con creces ese valor de referencia en el manómetro, con lo que la tentación de añadir agua es inevitable. Nuevamente, lo que en primera instancia se percibe como un inconveniente, se torna en una ventaja si pensamos que al añadir un exceso de agua a este tipo de concretos provocaremos que el teórico revenimiento 10 se convierta en un revenimiento 18-20. Si se observa este efecto en nuestro concreto, es señal evidente de que alguien ha hecho algo que no debería, con lo que estamos añadiendo una prueba extra al control de calidad del concreto que estamos fabricando.

4. Ausencia de un marco normativo (en el caso del concreto autocompactante). La aplicación estrella de los aditivos base policarboxilato es la fabricación del concreto autocompactante. Las ventajas del autocompactante respecto al convencional son incuestionables. Disponer de un concreto de una fluidez muy alta, que fluye exclusivamente por el efecto de su propio peso, que no necesita ser vibrado para su correcta colocación y que presenta unas resistencias mecánicas elevadas, es una herramienta perfecta que permite una ejecución de obra más "limpia", rápida, y a pesar del precio, más rentable. Como ha ocurrido con otras innovaciones, la ausencia de un marco normativo claro ha frenado la rápida implantación de estos concretos. 

Referencia: Luz Granizo Fernández, Directora del Departamento I+D, SIKA, SA, y Jorge Peris Fonollosa, Presidente de ANFAH, en Cemento Hormigón, España, Número extraordinario 922, 2008.