Concreto de alto desempeño con elevado consumo de ceniza volante

El concreto es el material que ha tenido mayor uso en la construcción de edificios e infraestructura en la historia de la civilización, es por esto que la industria de la construcción se ha preocupado en buscar la forma de producir concretos con mejores desempeños, tanto técnicos como económicos, y en los últimos tiempos, ecológicos. Esto ha hecho que se mire a la búsqueda de materiales cementantes alternativos al cemento pórtland que aporten nuevas cualidades al concreto a la vez que contribuyan al ahorro energético y a la disminución de la emisión de contaminantes, propias de la producción del cemento pórtland. EL proceso de producción del cemento pórtland es el que tiene mayor demanda de energía después de la que requiere la producción del aluminio y del acero; se necesitan 4GJ para la producción de una tonelada de cemento pórtland. Es también un proceso con alta emisión de contaminantes, una tonelada de CO2 por cada tonelada de cemento, considerando que la producción anual de cemento es de más de 1,600 millones de toneladas con la respectiva emisión de CO2 y la emisión total de CO2 es de 23,000 millones de toneladas al año, la producción de cemento contribuye con el 7% de la emisión total de CO2 a la atmósfera.

Uno de los materiales que se ha estudiado como un cementante complementario del cemento pórtland es la ceniza volante, un subproducto de la combustión del carbón en las centrales carboeléctricas, que tradicionalmente se ha considerado como desperdicio, por lo que se han incurrido en los correspondientes gastos para su eliminación. Este material de desperdicio se debe eliminar en vertederos, siendo transportado y almacenado muchas veces por métodos húmedos, que requieren la adición de agua. Es así que se han formado rellenos de cientos de miles de toneladas, los que se han debido restaurar y acondicionar para evitar el peligro de contaminación de zonas aledañas. La producción anual mundial de ceniza de carbón se calcula en más de 700 millones de toneladas, de las cuales al menos el 70% ó 500 millones de toneladas son cenizas volantes. Los estudios realizados han demostrado que la inclusión de la ceniza volante mejora la durabilidad de las mezclas de concreto debido a las características de sus partículas, y que con un adecuado diseño de mezclas y proporción de reemplazo de cemento pórtland por ceniza volante se pueden llegar a tener resistencias mecánicas comparables a las de un concreto convencional con sólo cemento pórtland como cementante. Se han hecho estudios con reemplazos de ceniza volante de hasta el 60% del material cementante

El reemplazar parte del cemento por ceniza volante en las mezclas de concreto conlleva un beneficio económico, por ser la ceniza volante un material más barato que el cemento y también porque se disminuyen los gastos de eliminación de la ceniza volante para las empresas productoras de energía.

Contenido:

• CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO CON ELEVADO CONSUMO DE CENIZA VOLANTE.
  • Breve reseña de los concretos con elevado consumo de ceniza volante.
  • Mejoras en las propiedades físicas y mecánicas del concreto con elevado consumo de ceniza volante.
• LA CENIZA VOLANTE.
  • Composición química.
  •  Composición mineralógica.
  • Características de las partículas.
• DISEÑOS DE MEZCLA.
  • Materiales utilizados.
    • Agregados pétreos.
    • Ceniza volante.
    • Cemento.
    • Aditivos.
  • Consideraciones generales de los diseños de mezclas.
  • Variación del porcentaje de reemplazo de ceniza volante.
• PROPIEDADES DEL CONCRETO.
  • Concreto en estado fresco.
    • Trabajabilidad.
    • Contenido de aire y peso volumétrico.
  • Concreto en estado endurecido.
    • Resistencia a la compresión.
    • Resistencia a la tensión indirecta por compresión diametral.
    • Módulo de elasticidad.
    • Contracción por secado.
    • Deformación diferida.
    • Resistencia del concreto a la permeabilidad de los cloruros.
    • Resistencia al ataque de sulfatos.
• EVALUACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.
  • Trabajabilidad.
  • Resistencia a compresión.
  • Relación a/(c+cv) – resistencia a compresión.
  • Resistencia a la tensión indirecta.
  • Módulo de elasticidad y relación de Poisson.
  • Contracción por secado.
  • Deformación diferida.
  • Resistencia del concreto a la permeabilidad de los cloruros.
  • Resistencia al ataque de sulfatos.
• CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
• REFERENCIAS.
• ANEXOS.

Autor: ERIC VÁSQUEZ PANIAGUA

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