ADICIONES EN EL CONCRETO
LAS ADICIONES En general las adiciones, a diferencia de lo que ocurre con los aditivos, se agregan al concre concreto to en cantid cantidades ades importan importantes tes,, por lo que es necesa necesario rio tenerl tenerlas as en cuenta cuenta al determinar la composición volumétrica del concreto. Podran utilizarse adiciones, para modificar favorablemente alguna de las propiedades del concreto o conseguir cuertas características especiales tales como: aislamiento térmico o acústico, determinada coloración, etc. Podrán utilizarse adiciones, para modificar favorablemente alguna de las propiedades del concreto o conseguir ciertas características especiales tales como aislamiento térmico o acústico, determinada coloración, etc. ienen el carácter de adiciones, las escorias, cenizas volantes, ciertos polvos minerales, materiales inertes, como los colorantes, materiales no minerales, de naturaleza orgánica, tales como ciertas resinas sintéticas. etc. !l utilizar adiciones con el concreto no deben sobrepasarse valores límites "a que, en caso contrario, pueden resultar per#udicadas la durabilidad del concreto o la protección contra la corrosión, sin que esta influencia desfavorable pueda ser detectada mediante ensa"os previos de corta duración. $as adiciones de naturaleza orgánica sólo podrán utilizarse previa #ustificación mediante estudios detallados.
Definición. %on sustancias minerales inorgánicas que se le a&aden al concreto en dosis ma"ores del '( del peso del cemento )*+ *'(-. •
aturaleza " función. %u función es análoga a la de los aditivos.
•
o
/luidificantes.
o
Propiedades cementosas.
Especificaciones. P 001.*23:2+*2 %e podrán utilizar cenizas volantes o 4umo de sílice como adición en el momento de la fabricación del concreto, únicamente cuando se utilice cemento del tipo 5E6 7.
Pro4ibido el uso de adiciones como componentes del concreto pretensado. %i la adición se le a&ade al cemento es más eficaz que a&adir la adición en el concreto directamente. •
ipos de adiciones. o 5enizas volantes. 0'( )peso del cemento-. $as cenizas volantes son los residuos sólidos que se recogen por precipitación electrostrática o por captación mecánica de los polvos que acompa&an a los gases de combustión de los quemadores de centrales termoeléctricas alimentadas por carbones pulverizados.
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8umos de sílice. *+( )peso del cemento-. El 4umo de sílice es un subproducto que se origina en la reducción de cuarzo de elevada pureza con carbón en 4ornos eléctricos de arco para la producción de silicio " ferrosilicio.
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Escorias de altos 4ornos)no están normalizados ni referidos por la E8E-. %on subproductos que provienen de fábricas de 4ierro.
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9ecomendaciones de uso. 9E$!57 5E6E;5;59E; )P!9! ;m0. 5E6E; 5oncreto armado 2'+ =g>m0. 5oncreto pretensado 23' =g>m0.
ADICIONES PARA EL CONCRETO Aditivos minerales finamente divididos. Estos se adicionan al concreto para aumentar el volumen de la pasta o para compensar la mala gradación de los agregados. %e pueden clasificar como químicamente inactivos )inertes-, puzolánicos o cementosos. $as tres clases influ"en sobre el concreto plástico de la misma manera. $os materiales puzolánicos " cementosos pueden contribuir al desarrollo de la resistencia en el concreto ", como consecuencia, suelen requerir menos cemento para producir una resistencia dada. PUZOLANAS. ?na puzolana es un material silíceo o silíceo " aluminoso que, por sí mismo, posee poco o ningún valor cementoso pero, en la forma finamente dividida " en presencia de 4umedad reacciona con el 4idró@ido de calcio, a las temperaturas ordinarias, para formar compuestos que poseen propiedades cementosas. •
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9educción de 5emento. %e puede reemplazar o sustituir parte del cemento Pórtland, por puzolana para obtener una resistencia igual )cementos ipo 7P-. $a resistencia producida por los aditivos puzolánicos se desarrolla con relativa lentitud, en particular a ba#as temperaturas. Por consiguiente, debe continuarse el curado en 4úmedo durante periodos más largos, para desarrollar la resistencia potencial de ese concreto. En condiciones favorables de curado, las resistencias últimas del concreto que contiene puzolanas como reemplazo para parte del cemento serán más altas que las obtenidas sólo con cemento Pórtland. 5ontrol de la reacción álcaliagregado. $os componentes silíceos de ciertos agregados reaccionarán con los álcalis del cemento Pórtland. El término álcali se refiere al sodio " potasio presentes en peque&as cantidades " se e@presa en los informes " análisis del molino como ó@ido de sodio equivalente )(a2; A +.B'CD ( =2;(a2;e-. Esta reacción provoca una e@pansión e@cesiva, agrietamiento " deterioro general del concreto. $as pruebas de laboratorio " la e@periencia en el campo 4an indicado que el uso de cementos de ba#o álcali )menos del +.B( de a2;e- o el uso de puzolanas, o ambas cosas, minimizan la reacción álcali agregado, lo que entonces permite el uso de esos agregados. $as puzolanas varían en su capacidad para controlar la reacción álcaliagregadoF por lo tanto, antes de seleccionar una puzolana para este fin, se deben llevar a cabo pruebas para determinar su eficiencia. $as puzolanas que 4an probado su eficacia en la reducción de la reacción álcaliagregado son algunos ópalos " rocas fuertemente opalinas, las arcillas del tipo de la caolinita, algunas cenizas mu" finas, la tierra de diatomeas " las arcillas calcinadas del tipo montmorillonita.
$a adición de puzolana esta restringida en la G+** a un rango entre el B " 0+( del peso del cemento, en los cementos ipo 7. Por e#emplo en 5;G;5E se reemplaza C( del cemento por una puzolana en el cemento 7P 1+ " el 2'( en el 7P 0+.
Aditivos Colorantes. ! menudo se adicionan pigmentos inertes al concreto para darle color. $os aditivos colorantes deben ser estables en presencia de los álcalis " no tener efectos adversos sobre las características del concreto. Estos se encuentran como colores naturales o inertes, o como materiales sintéticos, " se usan en cantidades de entre 2 " *+( en peso del cemento.
ADICI!N DE CENIZAS DE C"SCARA DE ARROZ EN EL CONCRETO
$a calcinación de la cascara de arroz a una temperatura de 1++H5 se obtiene una ceniza que se encuentra conformada por sílice amorfa con un contenido de %i;2 )I0(- " esta posee una actividad puzolanica. $a ceniza de arroz representa un 2+( del peso total de la cascara de arroz. %e considera una puzolana artificial como una adición mineral del cemento Portland,la cascara es mu" resistente a la degradación natural " es de debido a su ba#o contenido de proteínas.
El contenido de sílice del I* al I1(. El segundo componente, en orden de importancia, es el potasio )= 2; 0( apro@imadamente-. El contenido de ó@ido de potasio varía dependiendo del tipo " la cantidad de fertilizantes empleados en el cultivo del arroz.
Com#osición de la c$scara de arro%&
Com#onente
)órm*la
Com#osición
5elulosa: polímero de glucosa
5'8*+;'
'+(
$ignina: polímero de fenol
538*+;0
0+(
%i;
2+(
%ílice: componente primario de ceniza
2
anto como la lignina " la celulosa pueden ser eliminadas por combustión, "a que en la ceniza solo quedará sílice.
Calcinación a cam#o a'ierto
%e realiza en recintos circulares de ladrillo de 4asta *Bm de diámetro, con pilas de cáscara de 2,'m de altura. 6ediante esta técnica de calcinación la temperatura no puede ser controlada. !simismo, debido a la alta temperatura alcanzada " a la formación resultante de estructuras silíceas altamente cristalinas )cristobalita " tridimita-, la calcinación a campo abierto es asociada con puzolanas de ba#o índice de reactividad. Descom#osición de la cascara de arro%
(. $iberación del agua a temperaturas menos a *++H5 con una pérdida de peso de 1 a C(.
2. $iberación de materias volátiles como la lignina " la celulosa, las cuales se descomponen entre 22' a '++H5 " 02' a 03'H5, respectivamente. $as materias volátiles perceptibles se liberan entre 2'+ a 0'+H5 con evolución considerable de 4umos. 0. 5alcinación del carbón a temperaturas superiores a 0'+H5. ?no de los problemas en la o@idación del carbón es la o@idación de la capa superficial de la cáscara que no permite o@idar con facilidad la parte central del volumen calcinado a menos que el aire pase a través de la superficie. !pro@imadamente el 1'( de la pérdida de peso ocurre en la segunda etapa mientras que la pérdida de peso restante sucede en esta tercera etapa.
1. 5ristalización del sílice )amorfa- de la ceniza a temperaturas superiores a 3++ H5, con formación de cristobalita " tridimita.
Cemento + concreto con adición de ceni%a de c$scara de arro% $a ceniza de cáscara de arroz, la sílice amorfa de la ceniza reacciona con el 4idró@ido de calcio liberado en la 4idratación del cemento para formar silicatos de calcio 4idratados del tipo 5%87 " 5%877, principales compuestos responsables de la resistencia.
Pro#iedades
9esistencia a la compresión 5ontribu"e a la resistencia del cemento " el concreto a edades tempranas " en un periodo intermedio, pero tiene relativamente poco efecto a largo plazo. 5apacidad de contribuir a la resistencia del cemento a edades tempranas de * a 0 días.
9esistencia química !"uda a reducir sustancialmente la pérdida de masa del concreto e@puesto en una solución de ácido clor4ídrico, " disminu"e considerablemente la e@pansión debido al ataque de sulfatos " a la reacción álcalisílice.
,*medad
%e determina la 4umedad de la cáscara de arroz, esta se seca en una estufa a C+H5, 4asta peso constante.
-olienda + tami%ado $as cenizas de la cáscara de arroz se muelen 4asta pasen en malla H2++ sea el 2'( del total de la muestra.
Densidad $a ceniza de cáscara de arroz posee una ba#a densidad, menor que la de un cemento Pórtland cu"o valor es de 0,+ a 0,2 g>cm0. Por otra parte, la ceniza de cáscara de arroz presenta una gran área superficial )22B++ cm2>gDensida d
MUESTRA
Ceniza de 2.16
cáscara de
Diseo del cemento Pórtland con adición de la #*%olana artificial %e incorporó los siguientes porcenta#es de la ceniza de cáscara de arroz: +(,*+(,*'(,2+( " 0+(. $a superficie específica del cemento Pórtland adicionado es ma"or en cuanto ma"or es el porcenta#e de adición de la ceniza de cáscara de arroz, en razón de la ma"or presencia de la adición que aporta una gran área superficial. Ejemplo.
Ensa+os f/sicos
Adición
Adición
Adición
Adición
Adición
01
(01
(21
301
401
)Glaine-, cm >g cm0
0 'B+
' II+
B C*+
3 3C+
I ''+
0.*0
2.I3
2.I+
2.C1
2.3+
9etenido 6 02', (
*2.2B
**.C+
**.I0
**.0I
*2.2'
9elación a>c
+.1C1
+.'++
+.'*B
+.'02
+.'B+
/luidez, (
C0.1
C+.3
C'.'
CB.2
C+.0
%up. Específica
9esistencia a2 0 días, Jg>cm
2'3
233
2'3
2B+
23I
9esistencia a2 3 días, Jg>cm
2I3
0B1
0B2
0B0
013
9esistencia a 2 2C días, Jg>cm
0'+
1*B
1+C
1+'
0C*
$os cementos Pórtland adicionados a todas las edades )0, 3 " 2C días- " para todos los porcenta#es de adición )*+(, *'(, 2+( " 0+(-. $os cementos Pórtland adicionados a 0 días es 4asta C,B( ma"or que la del convencional, a 3 días es 4asta 22,B( ma"or que la del convencional " a 2C días es 4asta *C,I( ma"or, además presentan ma"ores resistencias a la compresión.
