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Published on Tuesday, 01 July 2014 12:22
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Written by Eduardo de J. Vidaud Quintana
El empleo de la Ceniza Volante (FA por sus siglas en inglés) en Concretos de Alto Desempeño (CAD) ha sido tratado por diferentes autores.
Igualmente se conoce que todas las FA no tienen las mismas propiedades, dependiendo de las características de la fuente de origen y del momento en que se obtienen; pues muchas veces al obtenerla de una misma fuente, pero en momentos diferentes pueden variarse las propiedades de esta adición mineral. Esta razón limita, como es lógico, la aplicación de resultados disponibles de FA de un contexto a otro; por lo que es importante estudiar el efecto de contenidos diferentes de FA con diversas propiedades, en las distintas calidades de concreto.
La ceniza volante comúnmente se utiliza en concreto como puzolana. Las puzolanas son materiales silíceos o silíceo-aluminosos, que finamente molidos y en presencia de agua, reaccionan con el hidróxido de calcio a temperatura normal, produciendo compuestos cementicios. La forma esférica y la distribución del tamaño de las partículas de FA mejoran la fluidez, reduciendo la demanda de agua en la mezcla y contribuyendo al aumento de la resistencia del concreto a largo plazo.
El empleo de FA en concretos de alta resistencia y alto desempeño ha sido muy estudiado. Naik y otros colaboradores publicaron en 1989 el resultado del aumento de resistencia del concreto de un 23 % y un 38 % a los 28 y 56 días respectivamente; con una sustitución del 40 % de cemento por FA. También Raju y colaboradores en 1994 expusieron el logro de una resistencia característica de 45 MPa a los 28 días con una relación agua-cemento (a/c) de 0.4, utilizando el mismo reemplazo del 40 % de cemento por FA.
A partir de ahí, los beneficios de la incorporación de FA en el concreto se han demostrado en un sinnúmero de proyectos de construcción de carreteras y puentes; variando según el tipo de FA, la proporción utilizada y otros componentes de la mezcla, el procedimiento de mezclado, y las condiciones de vertido. La Asociación Americana del Carbón declaró en 1995 algunos de los beneficios del empleo del FA en el concreto, entre los que pueden citarse: mayor resistencia a la compresión; mejoría en la trabajabilidad; reducción del sangrado, del calor de hidratación y de la permeabilidad; incremento de la resistencia ante el ataque de sulfatos; reducción de costos; reducción de la contracción y aumento de la durabilidad.
La dosificación del FA en el concreto para fines comerciales suele limitarse a una magnitud de entre 15 y 20% por masa de material cementante total; sin embargo, este pequeño porcentaje es beneficioso para lograr una adecuada trabajabilidad y economía; pero no mejora la durabilidad de forma considerable.
Respalda la literatura que para mejorar la durabilidad del concreto se necesita mayor cantidad de FA, mayor al 25%; tal concreto es el denominado Concreto con Alto Volumen de FA (HVFC). Malhotra en 1999 aseguró que, a partir de consideraciones teóricas y de la experiencia práctica, pueden lograrse mezclas sustentables de CAD con un reemplazo del 50% o más del cemento por FA. Estas mezclas resultan en una mayor trabajabilidad, resistencia a la compresión y durabilidad.
Sin embargo, para lograr estas propiedades en los HVFC es necesario el uso de aditivos superplastificantes (agentes reductores de agua). Con estos aditivos, los concretos con relaciones a/c tan bajas como 0.2, podrían ser mezclas trabajables que lograrían tener más de 80 MPa a los 28 días de resistencia a la compresión.
Estudios similares fueron desarrollados por Raju en 1991, y Bhanumathidas y Kalidas en 2002. Estos últimos se centraron en la incorporación de materiales cementantes complementarios como FA, escorias, humo de sílice y cáscara de arroz a la mezcla de concreto.
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