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Las cenizas volantes son un polvo fino que es un subproducto de la quema de carbón pulverizado en plantas de generación de energía eléctrica. Las cenizas volantes son 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 materia prima en mezclas de cemento, mosaicos y bloques huecos, entre otros materiales de construcción. Cuando se usa en mezclas de concreto, las cenizas volantes mejoran la resistencia y la segregación del concreto y facilitan el bombeo.
Aplicaciones para las cenizas volantes
Las cenizas volantes se pueden utilizar como materia prima 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 el pavimento de hormigón de cemento Portland o el pavimento de PCC. Los proyectos de construcción de carreteras que utilizan PCC pueden utilizar una gran cantidad de hormigón, y la sustitución de las cenizas volantes proporciona importantes beneficios económicos. Las cenizas volantes también se han utilizado como terraplén y relleno de minas, y ha ganado cada vez más aceptación por parte de la Administración Federal de Carreteras.
La tasa de sustitución de cenizas volantes por cemento Portland, típicamente especificada es de 1 a 1 1/2 libras de cenizas volantes por 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 por una especie de vidrio fundido. Esto reduce en gran medida el riesgo de expansión debido al ataque de sulfatos, 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 menor 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 ataque químico. Tiene un mayor porcentaje de óxido de calcio que la Clase F y se usa más comúnmente para concreto estructural. Las cenizas volantes de clase C se componen típicamente de cenizas volantes con alto contenido de calcio con un contenido de carbono de menos del 2 por ciento.
Actualmente, más del 50 por ciento del concreto colocado en los EE. UU. Contiene cenizas volantes. Las tasas de dosificación varían según el tipo de ceniza volante y su nivel de reactividad. Normalmente, las cenizas volantes de Clase F se utilizan en dosis de 15 a 25 por ciento en masa de material cementoso, mientras que las cenizas volantes de Clase C se utilizan 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 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 establecidos
- Resistencia al clima frío
- Ganancias de alta resistencia, según el uso.
- Puede usarse como aditivo
- Considerado un material que no encoge
- Produce hormigón denso con una superficie lisa y detalles nítidos
- Gran trabajabilidad
- Reduce los problemas de grietas, la permeabilidad y el sangrado.
- Reduce el calor de hidratación
- Permite una relación agua-cemento más baja para asentamientos similares en comparación con mezclas sin cenizas volantes
- Reduce las emisiones de CO2
Desventajas
Es posible que los constructores y contratistas de viviendas más pequeños no estén 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 desempeño de congelación / descongelación. Otras preocupaciones sobre el uso de cenizas volantes en concreto incluyen:
- Ganancia de fuerza más lenta
- Limitación estacional
- Mayor necesidad de aditivos incorporadores de aire
- Incremento de la descamación de sal producida por mayores proporciones de cenizas volantes
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Administración Federal de Carreteras del Departamento de Transporte de EE. UU. "Datos sobre cenizas volantes para ingenieros de carreteras". Consultado el 1 de marzo de 2021.
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Comerciante de Transportadores de Tanques. "El hormigón a menudo depende de las cenizas volantes". Consultado el 1 de marzo de 2021.
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Departamento de Ingeniería Civil - Universidad de Memphis. "Cenizas volantes, escoria, humo de sílice y puzolanas naturales", páginas 58-59. Consultado el 1 de marzo de 2021.
