Las cenizas volantes son un polvo fino que es un subproducto de la combustión de carbón pulverizado en plantas de generación de energía eléctrica. La ceniza volante es una puzolana, una sustancia que contiene material aluminoso y silíceo que forma cemento en presencia de agua. Cuando se mezcla con cal y agua, las cenizas volantes forman un compuesto similar al cemento Portland. Esto hace que las cenizas volantes sean adecuadas como material de primera calidad en cemento mezclado, azulejos de mosaico y bloques huecos, entre otros materiales de construcción. Cuando se utiliza en mezclas de concreto, las cenizas volantes mejoran la resistencia y la segregación del concreto y facilitan su bombeo.
Aplicaciones para cenizas volantes
Las cenizas volantes se pueden utilizar como material de primera calidad en muchos productos a base de cemento, como hormigón vertido, bloques de hormigón y ladrillos. Uno de los usos más comunes de las cenizas volantes es en pavimento de cemento Portland o pavimento PCC. Los proyectos de construcción de carreteras que utilizan PCC pueden utilizar una gran cantidad de concreto, y la sustitución de cenizas volantes proporciona beneficios económicos significativos. Las cenizas volantes también se han utilizado como terraplén y relleno de minas, y han ganado cada vez más aceptación por parte de la Administración Federal de Carreteras.
La tasa de sustitución—de cenizas volantes para el cemento portland—especificada típicamente es de 1 a 1 1/2 libras de cenizas volantes para 1 libra de cemento. En consecuencia, la cantidad de agregado fino en la mezcla de concreto debe reducirse para acomodar el volumen adicional de cenizas volantes.
Los diferentes tipos
Hay dos tipos comunes de cenizas volantes: Clase F y Clase C. Las cenizas volantes de clase F contienen partículas cubiertas con una especie de vidrio fundido. Esto reduce en gran medida el riesgo de expansión debido al ataque de sulfato, que puede ocurrir en suelos fertilizados o cerca de áreas costeras. La clase F es generalmente baja en calcio y tiene un contenido de carbono inferior al 5 por ciento, pero a veces tan alto como el 10 por ciento.
Las cenizas volantes de clase C también son resistentes a la expansión por ataques químicos. Tiene un mayor porcentaje de óxido de calcio que la clase F y se usa más comúnmente para hormigón estructural. Las cenizas volantes de clase C se componen típicamente de cenizas volantes con alto contenido de calcio con un contenido de carbono inferior al 2 por ciento.
Actualmente, más del 50 por ciento del concreto colocado en los Estados Unidos contiene cenizas volantes. Las tasas de dosificación varían según el tipo de cenizas volantes y su nivel de reactividad. Por lo general, las cenizas volantes de clase F se usan en dosis de 15 a 25 por ciento en masa de material cementoso, mientras que las cenizas volantes de clase C se usan en dosis de 15 a 40 por ciento.
Beneficios
Las cenizas volantes pueden ser un sustituto rentable del cemento portland en muchos mercados. Las cenizas volantes también se reconocen como un material respetuoso con el medio ambiente porque es un subproducto y tiene poca energía incorporada, la medida de cuánta energía se consume en la producción y el envío de un material de construcción. Por el contrario, el cemento Portland tiene una energía incorporada muy alta porque su producción requiere una gran cantidad de calor. Las cenizas volantes requieren menos agua que el cemento portland y son más fáciles de usar en climas fríos. Otros beneficios incluyen:
- Produce varios tiempos de ajuste
- Resistencia al frío
- Ganancias de alta resistencia, dependiendo del uso
- Se puede usar como mezcla
- Considerado un material no retráctil
- Produce hormigón denso con una superficie lisa y detalles afilados
- Gran trabajabilidad
- Reduce los problemas de grietas, la permeabilidad y el sangrado
- Reduce el calor de hidratación
- Permite una menor relación agua-cemento para caídas similares en comparación con mezclas sin cenizas volantes
- Reduce las emisiones de CO2
Desventajas
Constructores y viviendas más pequeños los contratistas pueden no estar familiarizados con los productos de cenizas volantes, que pueden tener diferentes propiedades dependiendo de dónde y cómo se obtuvieron. Además, las aplicaciones de cenizas volantes pueden enfrentar la resistencia de los constructores tradicionales debido a su tendencia a florecer junto con preocupaciones sobre el rendimiento de congelación/descongelación. Otras preocupaciones sobre el uso de cenizas volantes en el hormigón incluyen:
- Ganancia de fuerza más lenta
- Limitación estacional
- Aumento de la necesidad de aditivos de arrastre de aire
- Aumento de la escala de sal producida por proporciones más altas de cenizas volantes