Índice de Puzolanidad para un tipo de Cemento
I.
RESUMEM
II.
OBJETIVOS II.1. Comprender la importancia de la norma ASTM C 989. Entende nderr la impo import rtan anci cia a de la reali realiza zaci ción ón del del ensay ensayo o segú según n la II.. Ente norma ASTM c-109. II.!. eterminar el !ndice de acti"idad p#zol$nica #tilizando cemento tipo % de la &olsa "erde 'acasmayo. M"RCO TEORICO (as adiciones minerales son materiales inorg$nicos )#e son incorporados al cemento cemento o al concreto* concreto* en di+erentes di+erentes porcenta,es* porcenta,es* con el +in de me,orar me,orar s#s propiedades. ". VE#T VE#T" "J" J"S S Me,ores propiedades
III.
•
Mayor d#ra&ilidad. Menor calor de idratación. - Mayores resistencias. Aorro de energ!a no reno"a&le 'rotección del medio am&iente /ed#cción de la emisión de C* S* 23. 4so de s#&prod#ctos ind#striales. -
•
•
•
$i%. 1. iagrama de +ases Sio Al5 6e1o5 $uente& ttp77.#&.ed#7cmematerials7es 7content7cerC5A1mica-no-re+ractaria
B. C'"SI$IC"CI(# )E PU*O'"#"S& 2at#rales •
Cenizas "olc$nicas T#+os o to&as "olc$nicas :zeolitas; Tierras de diatomeas :diatomitas; Arti+iciales - Cenizas "olantes - Arcillas acti"adas t
•
!.. Tipo+ )e Puzolana+&
". Puzolana+ #aturale+& Ceniza+ ,olc-nica+. Se +orman por er#pciones de car$cter e3plosi"o* en pe)#e>as part!c#las )#e son templadas a temperat#ra am&iente* originando la +ormación del estado "!treo. Tu/o+ o to0a+ ,olc-nica+ zeolita+2. 'rod#cto de la acción idrotermal so&re las cenizas "olc$nicas y de s# posterior cementación diagen
Ceniza+ de c-+cara de arroz.- 'rod#cida por la calcinación controlada de la c$scara de arroz. Consiste &$sicamente de - S!lice amor+a :B90 ; - Estr#ct#ra cel#lar de gran $rea s#per+icial :0 a ?0 m7g; - 'osee gran acti"idad p#zol$nica
!.!. M6todo+ para e,aluar la Puzolanidad. 'ara determinar la Acti"idad '#zol$nica de #n material e3isten di+erentes m
-
-
E+ecto en las propiedades +inales del cemento :calor de idratación y resistencias mec$nicas;. Ensayos de d#ra&ilidad en concordancia con el medio de ser"icio :e+ectos en la reacti"idad $lcali- agregado* e+ectos en el ata)#e por s#l+atos* car&onatación* clor#ros y otros ensayos re)#eridos en concordancia con el +#t#ro de am&iente de ser"icio;. 'roporción optima de #so. Especi+icación del prod#cto y recomendaciones +inales.
!.8. Cau+a+ de la acti,idad puzol-nica& (a acti"idad p#zol$nica responde a #n principio general. ico principio se &asa en )#e la s!lice y la alúmina* como componentes $cidos de materiales p#zol$nicos* reaccionan con la cal a condición de )#e s#s #niones en dicos materiales sean l$&iles. 2o p#eden considerarse aparte las acciones de la s!lice y de la alúmina* ya )#e la presencia de esta última +a"orece en gran medida la acción p#zol$nica* directamente por s! e indirectamente al implicar s# presencia #n mayor contenido de $lcalis* )#e se +i,an parcialmente en los n#e"os prod#ctos res#ltantes de la reacción p#zol$nica* los c#ales tiene el car$cter de pse#dogeles. El ó3ido de ierro se s#pone )#e actúa como alúmina* pero de #na +orma m$s aten#ada y lenta. (as estr#ct#ras zeol!ticas se atacan por la cal m$s r$pidamente )#e las "erdaderas p#zolanas totalmente "!treas y la +i,an en mayor cantidad )#e la correspondiente a #n intercam&io catiónico con $lcalis* lo c#al indica #na r#pt#ra de la estr#ct#ra retic#lar y de los enlaces )#!micos* lo )#e da l#gar a #na participación de la s!lice y de la alúmina* )#e es m$s +$cil con las estr#ct#ras zeol!ticas )#e en las "!treas. En e+ecto* por lo )#e se re+iere a las p#zolanas de origen mineral* s# acti"idad se a atri&#ido tanto a los constit#yentes amor+os como a los cristalinos* y en partic#lar a los de nat#raleza zeol!tica. (a gran reacti"idad de las p#zolanas tanto nat#rales como arti+iciales* depende adem$s de s# composición )#!mica y mineralógica* y de la cantidad de +ase amor+a o "!trea* de s# gran s#per+icie reacti"a* de la presencia de $lcalis* alcalinot
". #orma+ )e Re:ui+ito+ 2T' 55F.090001 CEME2TS Cementos 'ortland Adicionados. /e)#isitos ASTM C 9 - 00 Standard Speci+ication +or Ilended =ydra#lic Cements
Ta0la 1& Re:ui+ito+ de la puzolana para +u u+o en cemento+ Portland "dicionado+ PU*O'"#" 6in#ra /etenido malla F Jm :2 5;* ma3. Dndice de acti"idad p#zolanica con cemento 'ortland* 8 d!as* min Dndice de acti"idad p#zolanica M
RE;UISITOS 0*0 *0 *
'#zolanas "dici9n Mineral )el Concreto
B. #orma+ )e Re:ui+ito+ '2T' 559.GGG CEME2TS. Adiciones minerales del concreto p#zolana nat#ral cr#da o calcinada y ceniza "olante. Especi+icaciones ASTM C ?18 - 99 Standard Speci+ications +or Coal 6ly Asand /a or Calcined 2at#ral 'ozzolan +or 4se as Mineral Admi3t#re in Concrete Cla+i/icaci9n #orma "STM C <1=2& Cla+e #& '#zolanas nat#rales cr#das o calcinadas* tal como las diatomitas@ t#+os y cenizas "olc$nicas* calcinadas o sin calcinar@ y materiales )#e re)#ieren de calcinación para ind#cir propiedades satis+actorias. Cla+e $& Ceniza "olante prod#cida por la calcinación de car&ón antrac!tico o &it#minoso. Cenizas )#e poseen propiedades p#zol$nicas. Cla+e C& Ceniza "olante prod#cida por la calcinación de car&ón s#&&it#minoso o lignito. Esta clase de ceniza* adem$s de tener propiedades p#zol$nicas* tam&i
Ta0la & Re:ui+ito+ ;u7mico+ "STM C <1= > ?!2 C(ASE 6
CM'S%C%2 K4%M%CA 2 C ió3ido de silicio L o3ido de al#minio L ó3ido +
Ta0la !& Re:ui+ito+ ;u7mico+ Opcionale+ Suplementario+ C(ASE 2 1.
CM'S%C%2 K4%M%CA lcalis disponi&les* como 2a e)#i"alente* m$3.* I •
•
6 1.
C 1.
El re)#isito opcional es aplica&le solo en caso sea solicitado espec!+icamente. Aplica&le solo en caso sea solicitado espec!+icamente para adiciones minerales a ser empleadas en concreto )#e contiene agregado reacti"o y cemento con restricción so&re el contenido de $lcalis
T"B'" 8& Re:ui+ito+ $7+ico+ de Puzolana CM'S%C%2 K4%M%CA 6in#ra Cantidad retenida en el tamizado "!a úmeda en la malla de F mm :2 5;* m$3.* A Dndice de acti"idad resistente Con cemento portland* a d!as* m!n.*
2 5F
C(ASE 6 5F
C 5F
Con cemento portland* a 8 d!as* m!n.* emanda de ag#a* m$3.* del control Esta&ilidad E3pansión o contracción en a#tocla"e* m$3.* /e)#isitos de #ni+ormidad ensidad* m$3ima "ariación del promedio* 'orcenta,e retenido so&re malla F Jm :2 5;* "ariación m$3.* p#ntos porcent#ales del promedio
11
10
10
0.8
0.8
0.8
C. #ORM"S )E M@TO)OS )E E#S"AO 2T' 55F.0F1998 CEME2TS. M
•
•
2T' 55F.0??1999 CEME2TS. M
!.. Í#)ICE )E "CTIVI)") PU*O'#IC" CO# CEME#TO PORT'"#) Dndice de acti"idad p#zol$nica con cemento 'ortland IP=
A
x 100
B
"D /esistencia a compresión de los c#&os del mortero de ensayo :p#zolana y cemento;. B D /esistencia a la compresión de los c#&os del mortero patrón :cemento;.
IV.
E;UIPOS M"TERI"'ES E I#STRUME#TOS& E:uipo+& E)#ipo de compresión del (a&oratorio de Concreto 4'2 Materiale+& - Cemento de tipo % :&olsa "erde; - Ceniza de cascara de arroz. :Ng; - Iadile,o - Iande,as - Moldes met$licos de 3 - Iolsas - Aceite In+trumento+& - Ialanza :50Og.; - Paso de precipitación de 00 ml
V.
PROCE)IMIE#TO EFPERIME#T"' 'reparación de los moldes de 3 cm a los c#ales engrasamos y +i,amos para colocar la mezcla. 'ara lo c#al seleccionamos los materiales para la mezcla ceniza de cascara de arroz* cemento tipo %* ag#a a* y pesar a las di+erentes proporciones como se m#estra en la sig#iente ta&la
Ta0la . In%rediente+ para cinco pro0eta+ de mortero+ GG cm2 con tre+ H de remplazo del cemento por ceniza de ca+cara de arroz. Cemento Tipo I %2 "rena %2 "%ua '2 Ceniza )e Ca+car- )e "rroz %2 VI.
RESU'T")OS
?H 0 115 ??
1?H F9 115 ??
?H FF0 115 ??
!?H 58 115 ??
0
110
1?
(a resistencia a la compresión registrada a los 5 y d!as de c#rado de las pro&etas. Pelocidad de cargaQ 0. O27s
Ta0la <. Re+i+tencia+ a ! d7a+ de lo+ mortero+ con di/erente+ remplazo+ de cemento por ceniza+ de ca+cara de arroz. Cemento tipo % 0 10 0 50
6 :Og; F15 9F? 5F?F 855 1180 85 1111 8F
/c :Og7cm; 1??.9 11.8F 158.? 115.5 F.0 55.F8 FF.FF 5.5?
/c :10?3'a; 1?*5?9 11*? 15*88 11*11 F*?8 5*85 F*58 *90
'romedio de /c 'romedio de /c en M'a 1F.58 :Og7cm; 15.9?5 :M'a; 1.9F :Og7cm; 1.5 :M'a; F0.5F :Og7cm; 5.9 :M'a; 55.9 :Og7cm; 5.5F :M'a;
r-/ica 1& Re+i+tencia a ! d7a+ alcanzada con el adicionamiento de ceniza de ca+cara de arroz.
20
15
10
5
0 0%
10%
20%
30%
Ta0la . Índice de Puzolanidad a ! d7a+. Dndice de de adición 'romedio de la /c de las p#zolanidad pro&etas d< de adición 0 1F.58 :Og7cm; 100 10 1.9F :Og7cm; 88.F 0 F0.5F :Og7cm; 8.55 50 55.9 :Og7cm; 5.81
r-/ica 1. Índice de Puzolanidad ,+ el H de adici9n a ! d7a+. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0%
10%
20%
30%
Ta0la =. Re+i+tencia+ a d7a+ de lo+ mortero+ con di/erente+ remplazo+ de cemento por ceniza+ de ca+cara de arroz. Cemento tipo % 0 10 0 50
6 :Og; 59F 150 F5 5? 580 58F? 159 1F8 559 11 11F0 1F5?
/c :Og7cm; 1F5.? 0.0 1?9.F0 1F1.0F 11.0 15.8F F.5? 8.5 95.? F?.08 F.?0 .FF
/c :10?3'a; 1F.098 0*15 1?*?1 15*851 1F*8 1*08? *550 *19 9*1 F*18 F*F1 *?5
'romedio de /c 'romedio de /c en M'a 1.9 :Og7cm; 1?.9FF :M'a; 1F8.0 :Og7cm; 1F.81 :M'a; ?8. :Og7cm; ?.F1 :M'a; F9.1 :Og7cm; F.85 :M'a;
r-/ica & Re+i+tencia a d7a+ alcanzada con el adicionamiento de ceniza de ca+cara de arroz.
20
15
10
5
0 0%
10%
20%
30%
Ta0la K. Índice de Puzolanidad a ! d7a+. Dndice de de adición 'romedio de la /c de las p#zolanidad
0 10 0 50
pro&etas d< de adición 1.9 :Og7cm; 1F8.0 :Og7cm; ?8. :Og7cm; F9.1 :Og7cm;
100 8?.0 59.9 8.?
r-/ica . Índice de Puzolanidad ,+ el H de adici9n a d7a+.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0%
VII.
10%
20%
30%
)ISCUSI(# )E RESU'T")OS& )#e las +#erzas o&tenidas en los ensayos Se o&ser"a respecti"amente con cada de adición de ceniza de cascara de arroz son m#y di+erentes* se s#pone a la &a,a relación a7c tra&a,ada
VIII. IF.
en la c#al cada "ez )#e se le incrementa&a el de adición el mortero se ac!a m$s impermea&le la c#al a+ecta&a la tra&a,a&ilidad de los morteros. (a impermea&ilidad es la consec#encia por el c#al la resistencia del mortero &a,e* en la c#al se incrementó la porosidad de estos. (os res#ltados nos m#estran )#e la porosidad se incrementó en el de 0 y 50 donde las +allas son m$s r$pidas para las pro&etas* en cam&io en las adiciones menores s# comportamiento es menor* en la c#al se in+iere )#e la para poder remplazar el cemento con proporciones de ceniza se de&e tra&a,ar en relaciones a7c mayores de 0.? para poder #na mescla o m$s tra&a,a&le. El !ndice de p#zolanidad en los morteros ensayados a di+erentes d!as* nos indica en las gr$+icas )#e a mayor de adición el IP "a dismin#yendo c#ando m$s se incrementa este. (as resistencia "an decayendo en c#ando se "a incrementando los de adición* lo c#al estos no ser!an recomenda&les para tra&a,ar en #na o&ra según la ASTM C 989.
CO#C'USIO#ES A RECOME#)"CIO#ES& BIB'IOR"$Í"
