Características de desempeño de un concreto adicionado con cenizas volantesde alto nivel de inquemados

A high unburned carbon fly ash concrete´s performance characteristics

La ingeniería de hoy en día exige que las estructuras sean resistentes y durables, siendo esta última cualidad un factor determinante durante el diseño y la construcción de ella. En dicho sentido, el desarrollo de nuevos materiales cementantes y el mejoramiento de las propiedades de los concretos tradicionales, específicamente la reducción de la permeabilidad, mediante la incorporación de materiales tales como las puzolanas, continúa siendo objeto de estudio por parte de la comunidad científica. En el presente trabajo se analiza el efecto de las propiedades de resistencia mecánica a compresión, absorción capilar y permeabilidad a cloruros de un concreto adicionado con cenizas volantes (CV), y se compara su comportamiento respecto a mezclas adicionadas con humo de sílice (MS). Para el caso de las cenizas volantes, se encontró un porcentaje óptimo del 10% para las resistencias mecánicas; sin embargo, incrementos en la adición dan lugar a efectos positivos en las propiedades de durabilidad. En comparación con el humo de sílice, las cenizas volantes mostraron un desempeño inferior para todas las propiedades evaluadas.

Introducción

Una puzolana se define como “un material silíceo o sílicoaluminoso que, una vez pulverizado, tiene la capacidad de reaccionar químicamente en presencia de agua, con hidróxido de  calcio a temperatura ambiente, formando compuestos que poseen propiedades hidráulicas” (NTC 2004). Entre las adiciones al concreto que poseen actividad puzolánica se encuentran el humo de sílice, compuesto básicamente por sílice amorfa, proveniente de la industria del ferrosilicio; y las cenizas volantes (CV), el cual es un residuo contaminante obtenido durante la combustión del carbón en centrales termoeléctricas y calderas industriles.

Las características químicas de las CV dependen del tipo de carbón que las originan y de las variables del proceso de combustión donde se generan, tales como temperatura, tiempo de residencia del carbón, entre otras (Ahmaruzzaman, 2010). Por tanto, es un producto bastante heterogéneo, compuesto principalmente por sílice (SiO₂), alúmina (Al₂O₃), y óxidos de hierro (Fe₂O₃), y en menor proporción presenta óxido de magnesio (MgO) y de calcio (CaO), sulfatos (SO₃) y álcalis (Na₂O y K₂O) (Canals, 2007). Es importante resaltar que la actividad puzolánica de CV depende principalmente del tipo y cantidad de fase vítrea, de la finura, de sus componentes mineralógicos, de la morfología de sus partículas y del nivel de inquemados o materia orgánica presente expresada como la pérdida al fuego de éstas (Mehta, 1989).