Aditivos y sostenibilidad

Los aditivos para cemento y concreto son químicos para construcción que mejoran de manera confiable la sostenibilidad de una amplia gama de sistemas a base de cemento. Esta mejora puede originarse de la mejora de la durabilidad y la resistencia a través de la reducción de agua, y favoreciendo el proceso de hidratación del cemento para permitir el reemplazo del clínker con materiales cementosos suplementarios.En la actualidad, se usan con frecuencia diferentes tecnologías combinadas de aditivos, especialmente en sistemas de concreto que incorporan materiales cementosos secundarios (SCMs), donde se usan tanto la reducción de agua como también la química que favorecen la reacción de hidratación del cemento para permitir una mayor inclusión de SCMs mientras se mantiene la resistencia especificada.

• Reductores de agua y superplastificantes a base de dispersante - Los reductores de agua basados en dispersantes son una de las tecnologías más efectivas desarrolladas para mejorar el concreto. Estos agentes dispersantes tienen la capacidad de desflocular los granos de cemento y otras partículas finas, liberando así el agua que de otro modo se uniría en los flóculos de cemento. Esta acción genera un aumento en el flujo a granel del sistema de concreto. La aplicación de estos potentes químicos reductores de agua ha permitido la producción de concreto con propiedades reológicas favorables. Otra forma en que se pueden utilizar los reductores de agua para aumentar la sostenibilidad es mediante el uso de menos contenido de cemento o más SCMs en el concreto.
• Los agentes de arrastre de aire - Los agentes de arrastre de aire (AEA) son agentes tensioactivos que funcionan mediante la estabilización de pequeñas burbujas de aire en el concreto para proporcionar alivio de presión cuando el agua atrapada se expande durante la congelación. Por esta razón, los códigos de construcción requieren AEA en muchas regiones del mundo susceptibles a la congelación y descongelación, y se han utilizado con éxito durante 75 años. Los AEA también pueden desempeñar un papel importante en la reducción del CO2 derivado de la producción de mortero, una aplicación que representa el 40% del cemento utilizado en el mundo en desarrollo o aproximadamente un tercio de la producción mundial de cemento. Mediante la incorporación de AEA, los fabricantes de morteros pueden lograr un flujo comparable a los métodos más comunes de agregar más cemento o agua al sistema, a través del efecto lubricante de las burbujas de aire. 
• Acelerantes -- Los acelerantes de fraguado y endurecimiento se conocen y utilizan desde hace más de un siglo. Su capacidad para impulsar la hidratación del cemento y compensar el desarrollo temprano de baja resistencia con SCMs los hace indispensables para la producción de productos a base de cemento. Generalmente son sales solubles de cloruro de calcio, nitratos y nitritos. Otras clases de acelerantes incluyen tiocianatos de sodio y aminas. Aunque son muy efectivas, las sales de cloruro con frecuencia se excluyen del uso por especificación, debido a su potencial de generar corrosión de los componentes de refuerzo. Debido a esto, una mayor aplicación de acelerantes no cloruros y no corrosivos proporciona otra alternativa prometedora para permitir el desarrollo sostenible.

Adaptación  de aditivos a nuevos sistemas cementosos.

El uso innovador de materiales cementosos, por ejemplo, arcilla calcinada calcárea y el desarrollo de nuevos clínker, son importantes tecnologías para alcanzar el objetivo de sostenibilidad de los materiales a base de cemento. Para lograr la máxima sostenibilidad, su uso debe ir acompañado de aditivos, particularmente en los casos en que se requiere minimizar el uso del agua.

El aumento en el uso de diversas materias primas en la producción de concreto, ya sea como materiales cementosos, agregados o aditivos, puede inevitablemente crear efectos complejos de interacción. En los casos más severos, estas interacciones negativas pueden conducir a la producción de concreto verde que no se fraguará, o concreto débil, que tiene una microestructura pobre y una vida útil corta. Siempre que se eviten estos obstáculos, se puede lograr una producción de hormigón sostenible (es decir, una reducción neta de las emisiones de CO2 durante el ciclo de vida de una estructura) mediante (1) una reducción del cemento utilizado, (2) una reducción de la energía de mezcla y / o colocación, y (3) un aumento de la durabilidad de la estructura de hormigón.

Para hacer el concreto más sostenible, algunos de los procedimientos deben adaptarse a las ubicaciones específicas de uso, y esto depende de la infraestructura y las capacidades de transporte disponibles hacia y desde el lugar de trabajo. En lugares donde se usa cemento a granel, por ejemplo, en plantas urbanas de concreto premezclado, se agregan productos químicos en los procesos de molienda de cemento y mezcla de concreto. Por lo tanto, es importante tener en cuenta todos los químicos que ingresan al concreto final. Por el contrario, en lugares donde los cementos en bolsas se suministran típicamente, por ejemplo, en sitios de mezcla manual de concreto, el uso de aditivos de cemento en sus niveles máximos de dosificación es crítico para la producción de concreto de alta calidad que incorpora una porción significativa de SCMs.