Aditivos para hormigón: cuándo valen la pena y cuáles existen

Los aditivos que se usen en el hormigón deben cumplir la NCh 2182, así lo exige la cláusula 7.5.1 de la NCh 170:2016; esa norma los clasifica por tipos —plastificantes, retardadores, aceleradores, sus combinaciones y superplastificantes— y la dosis la define el diseñador de la dosificación, no la faena. Un aditivo vale la pena cuando resuelve un problema puntual de colocación o de durabilidad que la mezcla base no resuelve; nunca como sustituto de una buena dosificación.

Qué es un aditivo según la norma (y qué no)

La NCh 170:2016 distingue con cuidado dos familias que en faena se confunden:

• Aditivos (definición 3.2): «materiales activos agregados al hormigón en pequeñas cantidades para modificar alguna de sus propiedades por acción física, química o físico-química».
• Adiciones (definición 3.1): «materiales minerales finamente molidos utilizados en el hormigón con el fin de mejorar ciertas propiedades o conferirle propiedades especiales», que pueden ser activas (puzolanas naturales o calcinadas, escorias de alto horno, nanosílice, microsílice, cenizas volantes) o inertes (carbonato de calcio finamente molido, pigmentos inorgánicos).

No son lo mismo ni se rigen igual. Los aditivos deben cumplir NCh 2182 (7.5.1). Las adiciones, según la cláusula 7.6, «se deben evaluar mediante hormigones de prueba, verificando las propiedades del hormigón en estado fresco y endurecido». El Anexo A precisa además que esta revisión de la norma no adoptó el concepto de «material cementante» del ACI 318 «dado que no existe el marco normativo y regulatorio nacional para caracterizar y controlar su uso».

Qué tipos existen

La NCh 2182 —«Hormigón y mortero - Aditivos - Clasificación y requisitos», citada como referencia normativa por la NCh 170:2016— clasifica los aditivos por tipos. Los que se ven habitualmente en obra chilena:

• Plastificante. Aumenta la docilidad para un contenido de agua dado, o permite reducir el agua libre manteniendo la docilidad. Es el aditivo de uso más extendido.
• Retardador de fraguado. Disminuye la velocidad de la reacción entre cemento y agua, retrasando el inicio del fraguado. Útil en calor, en transportes largos y en vaciados extensos donde se quiere evitar juntas frías.
• Acelerador de fraguado. Aumenta esa velocidad y acorta el inicio del fraguado. Se usa en tiempo frío y cuando se necesita desmoldar antes.
• Plastificante-retardador y plastificante-acelerador. Combinaciones de los anteriores.
• Superplastificante. Por acción fluidificante otorga alta docilidad, o permite una gran disminución del agua libre para una docilidad dada. Es el aditivo del hormigón bombeable y de los elementos densamente armados.
• Incorporadores de aire. Generan burbujas microscópicas de aire de forma intencionada. La NCh 170:2016 los define indirectamente en 3.6: «burbujas de aire microscópicas incorporadas intencionadamente al hormigón durante el amasado mediante el uso de aditivos».

Si el aditivo que le proponen no está considerado en la NCh 2182, la cláusula 7.5.1 no lo prohíbe, pero exige un camino: «se deben adoptar las recomendaciones del fabricante y verificar su efecto en el hormigón por medio de mezclas de prueba». Sin mezclas de prueba, no.

Cuándo valen la pena de verdad

Estos son los casos en que un aditivo deja de ser opcional y pasa a ser parte del requisito técnico:

• Congelación y deshielo: aire incorporado, obligatorio. Es el caso más claro. La Tabla 4 de la NCh 170:2016 exige, para hormigón expuesto a ciclos de congelación y deshielo, un mínimo de G30 (grados de exposición F1 y F2) o G35 (F3), con contenidos de aire total que van de 4,5% a 7,5% según el tamaño máximo nominal del árido. La tolerancia es de ±1,5% (6.4.1.2), y para hormigones de grado superior a G35 el contenido de aire tabulado se puede reducir en un punto porcentual. Ese aire solo se consigue con aditivo, y se verifica por ensayo según NCh2184.
• Bombeo. Un superplastificante permite la docilidad que pide la tubería sin agregar agua. El Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile señala que los aditivos que incrementan la trabajabilidad «generalmente optimizan las características de bombeo del material». Vea la guía sobre qué cambia en una mezcla bombeable.
• Elementos densamente armados o laminares. El Anexo A, comentario A.5, reconoce estos casos como condiciones especiales que obligan a repensar el tamaño máximo nominal. Cuando el árido no puede seguir bajando, la fluidez la aporta el aditivo.
• Calor y alta evaporación. El Anexo A dedica su punto A.8 al hormigonado en condiciones de alta evaporación de agua y a las precauciones para reducir la tasa de evaporación. Un retardador puede dar el tiempo que la faena necesita; la cláusula 13.3.3 menciona además los retardantes de evaporación superficial como medida de protección contra la fisuración plástica.
• Tiempo frío. La cláusula 11.8.1.1 define condiciones de hormigonado en tiempo frío y la 11.8.1.2 exige que el hormigón esté sobre 5 °C al colocarlo. Un acelerador ayuda, pero no reemplaza a la protección térmica que exige la 11.8.1.3.
• Baja permeabilidad. Cuando el proyecto exige penetración de agua ≤ 40 mm (P1) o ≤ 20 mm (P2) según la Tabla 10, reducir el agua libre con un plastificante o superplastificante es una de las vías para lograrlo. Aplica típicamente a muros de contención y estructuras enterradas.

Cuándo NO valen la pena

• Para tapar una dosificación mal hecha. La nota de la cláusula 6.1.2 es contundente: «El uso de materiales adecuados y una correcta dosificación de ellos no son suficientes para garantizar por sí solo un hormigón durable». Un aditivo mucho menos.
• Cuando nadie va a verificar el efecto. La cláusula 8.5 exige adoptar «las dosis que permitan cumplir los requisitos establecidos para el hormigón considerando las recomendaciones indicadas por el fabricante o los resultados obtenidos por medio de hormigones de prueba».
• Añadidos en faena sin autorización. Si se ajusta la docilidad con aditivo, la 9.6.1.2 obliga a que «el diseñador de la dosificación debe indicar el tipo, dosis y modo de empleo del producto a utilizar».

Una advertencia específica: cloruro de calcio

Es la restricción más explícita que la NCh 170:2016 pone a un aditivo. Su cláusula 7.5.2 establece: «Si en la fabricación de hormigones se utilizan aditivos cuya base sea cloruro de calcio, el contenido de iones cloruro en el hormigón no debe exceder los límites indicados en 6.3.2».

Y esos límites, de la Tabla 3, son estrictos: 1,20 kg de Cl⁻ por m³ de hormigón para hormigón reforzado y hormigón en masa que contenga armadura, y 0,25 kg/m³ para hormigón pretensado, considerando el aporte de todos los constituyentes. Los aceleradores basados en cloruro de calcio son eficaces y baratos, y por eso siguen apareciendo; en un elemento armado, y sobre todo en uno pretensado, son un riesgo directo de corrosión de armaduras.

Cómo se dosifican y se controlan

La cláusula 9.3.1 permite medir en volumen el agua y los aditivos líquidos, y la Tabla 11 fija la tolerancia de medición de aditivos y adiciones en ±3% (frente a ±1% del cemento y del agua de amasado, y ±3% de los áridos). La cláusula 9.4 agrega que «los aditivos y adiciones se incorporan al hormigón considerando las recomendaciones establecidas por el fabricante».

El Anexo A, en su ecuación A.1 del proceso de diseño de mezcla, incluye a los aditivos como un volumen más del metro cúbico: cemento + agua libre + aire total + gravas + arenas + adiciones + aditivos = 1 m³. No son un extra que se echa encima; son parte del diseño.

Qué determina el costo

Sin dar cifras: el precio del aditivo por sí solo casi nunca es la variable relevante, porque se dosifica en cantidades pequeñas. Lo que mueve el costo del metro cúbico es lo que el aditivo permite o exige: la dosis de cemento resultante, el tamaño máximo nominal del árido elegido, el grado exigido por durabilidad, los ensayos adicionales que el proyecto pida (contenido de aire según NCh2184, penetración de agua según NCh2262) y los hormigones de prueba previos cuando se usa un producto no cubierto por la NCh 2182. Pida que la cotización explicite si el aditivo está incluido y con qué fin.

Con la designación completa —grado, fracción defectuosa, tamaño máximo nominal y asentamiento, según la cláusula 5.2— y los grados de exposición que asignó el proyectista, calcule el volumen con la calculadora de hormigón premezclado y solicite hormigón a hormigoneras de su comuna. Si su especificación todavía viene en serie H, parta por entender por qué conviven la serie G y la serie H.

Preguntas frecuentes

¿Qué norma rige los aditivos para hormigón en Chile?

La NCh 2182, «Hormigón y mortero - Aditivos - Clasificación y requisitos». La cláusula 7.5.1 de la NCh 170:2016 exige que los aditivos que se usen la cumplan, y añade que si se usan aditivos no considerados en ella se deben adoptar las recomendaciones del fabricante y verificar su efecto mediante mezclas de prueba.

¿Cuál es la diferencia entre aditivo y adición?

Un aditivo (definición 3.2 de la NCh 170:2016) es un material activo agregado en pequeñas cantidades para modificar alguna propiedad del hormigón. Una adición (definición 3.1) es un material mineral finamente molido —puzolanas, escorias, microsílice, cenizas volantes, carbonato de calcio, pigmentos— que puede ser activo o inerte. Las adiciones se evalúan mediante hormigones de prueba según la cláusula 7.6.

¿Cuándo es obligatorio usar aditivo incorporador de aire?

Cuando el hormigón va a estar sometido a ciclos de congelación y deshielo. La Tabla 4 de la NCh 170:2016 exige, según el grado de exposición F1, F2 o F3, contenidos de aire total entre 4,5% y 7,5% según el tamaño máximo nominal del árido, con tolerancia de ±1,5%, además de un grado mínimo G30 o G35. Ese aire solo se logra con aditivo y se verifica según NCh2184.

¿Es peligroso el acelerador con cloruro de calcio?

En elementos armados hay que controlarlo. La cláusula 7.5.2 de la NCh 170:2016 exige que, si se usan aditivos con base de cloruro de calcio, el contenido de iones cloruro no exceda los límites de 6.3.2: 1,20 kg de Cl⁻ por m³ en hormigón reforzado y hormigón en masa con armadura, y 0,25 kg/m³ en hormigón pretensado, contando el aporte de todos los constituyentes.

¿Quién decide la dosis de aditivo?

El diseñador de la dosificación. La cláusula 8.5 exige adoptar las dosis que permitan cumplir los requisitos del hormigón, considerando las recomendaciones del fabricante o los resultados de hormigones de prueba. Y si se ajusta la docilidad con aditivo en faena, la 9.6.1.2 obliga a que el diseñador indique tipo, dosis y modo de empleo.

¿Un aditivo puede compensar un hormigón mal dosificado?

No. La nota de la cláusula 6.1.2 advierte que «el uso de materiales adecuados y una correcta dosificación de ellos no son suficientes para garantizar por sí solo un hormigón durable»: hacen falta además colocación, compactación, curado y protección correctos. Un aditivo resuelve un problema puntual, no una mezcla mal diseñada.