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INFLUENCIA Y BENEFICIOS DEL USO DE MCSs: EN EL CEMENTO Y EL CONCRETO

INFLUENCIA Y BENEFICIOS DEL USO DE MCSs:EN EL CEMENTO Y EL CONCRETO

César Pedrajas Nieto-Márquez

OBJETIVOS

1. CEMENTO PORTLAND ≠ CEMENTO PORTLAND CON ADICIONES.

2. LOS MATERIALES CEMENTICIOS SUPLEMENTARIOS INFLUYENSIGNIFICATIVAMENTE EN EL DESEMPEÑO DE LOS MATERIALES BASECEMENTO QUE LO CONTENGAN.

. Estado Fresco y Plástico:- Calor de Hidratación liberado- Comportamiento reológico

. Estado Endurecido:- Evolución de R.M.F y R.M.C.- Durabilidad frente a ión SO4

2-.- Durabilidad frente al ión Cl—.- Durabilidad frente a la reacción ASR.- Durabilidad frente a la carbonatación.

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FABRICACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND

↑↑↑ EMISIONES DE CO2 EN LA PRODUCCIÓN DEL CLÍNKER



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I+D+isector cementero

ALTERNATIVE BINDERSMCSS

Materiales Cementicios Suplementarios

Búsqueda de nuevos conglomerantes

hidráulicos sin utilizar clínker Portland:

• Activación alcalina de cenizas volantes

y escorias siderúrgicas

• Cementos Híbridos

• Cemento Sulfoaluminoso

Sustitución parcial del clínker Portland

en fábrica de cemento, o bien, como

adición en planta de hormigón:

• Puzolanas naturales

• Puzolanas artificiales (cenizas volantes,

humo de sílice, arcillas activadas)

• Escorias siderúrgicas

• Fillers (calizo o silíceo)



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UN POCO DE TURISMO…



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ANFITEATRO DE ITÁLICAConstruido en el norte de la que fue la primera ciudad romana en Hispania, Itálica, situada en el actualtérmino municipal de Santiponce (provincia de Sevilla), en Andalucía (España). Se construyó en la épocadel emperador Adriano, aproximadamente entre los años 117-138 y fue uno de los más grandes de todo elImperio romano.



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( ) QH-S-COHCaSiO 2

r

2 +→+−

( ) QAHC,AHC,AHCOHCaOAl 194134632

r

32 +→+−

Factores Hidráulicos

de las Puzolanas

No poseen propiedades hidráulicas:• Reaccionan químicamente con el Ca(OH)2 en medio acuoso y a Tª ambiente• Para formar silicatos y aluminatos de Ca hidratados insolubles con propiedades

cementantes al igual que el CP

ADN Y ARN DEFINEN CARÁCTER HUMANO

Al2O3r-

SiO2r-

Al2O3r- Y SIO2

r- DE LA ADICIÓN PUZOLANICA



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CALOR LIBERADO

TRABAJABILIDAD

ESTABILIDAD DE VOLUMEN

DESEMPEÑO MECÁNICO

DURABILIDAD

CARÁCTER QUÍMICO

PRESTACIONES- Calor de Hidratación

- Comportamiento reológico

- Evolución de R.M.F y R.M.C.

- Durabilidad frente a ión SO42-.

- Durabilidad frente al ión Cl—.

- Durabilidad frente a la reacción ASR.

- Durabilidad frente a la carbonatación.



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CLASIFICACIÓN DE LOS MCS Unión Europea



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CLASIFICACIÓN DE LOS MCS Estados Unidos

Clase N, que son las puzolanas naturales (entre las cuales se encuentran la tierra de diatomeas, las

rocas opalinas, los tuffs y cenizas volcánicas o pumicitas y materiales que necesitan calcinación adecuadapara inducirles propiedades puzolánicas satisfactorias, tales como las arcillas activadas y los esquistoscalcinados).

Clase F, que son los inquemados o cenizas volantes obtenidas de la incineración de antracitas y

carbones bituminosos, las cuales por lo común poseen unos contenidos de CaO pequeños.

Clase C, que son los inquemados o cenizas volantes de la incineración de lignitos y carbones sub-

bituminosos, las cuales en cambio poseen unos contenidos de CaO > 10 %. Algunas de estas últimaspueden tener incluso ciertas propiedades cementíceas y, por ende, son hidráulicas.



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NECESIDAD: encontrar una clasificación de los MCSs que prediga sucomportamiento formando parte de los materiales base cemento: pastas, morteros yhormigones, tanto en estado fresco como en estado endurecido.

CLASIFICACIÓN POR SU CARÁCTER QUÍMICO: R. TALERO, 1986

DESEMPEÑO



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HCP HCPA

Mayor incertidumbre en las prestaciones del HCPA, con una mala selección del MCS.

Distintos intervalos de “Garantía de Calidad”, en función de la adición.

Incremento o Reducción de la “vida util” de los HCPA, en función de la selección de la

adición.

Imprescindible en curado hídrico en los HCPA .



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Introducción de MCSs en los materiales de base cemento:pastas, morteros y hormigones

ALGUNAS CONSECUENCIAS SIGNIFICATIVAS

1. Cambio en sus propiedades químicas: Compuestos de hidratación formados, calor de hidratación liberado…

EVITAR LOS FENÓMENOS DE RETRACCIÓN

FENÓMENO PRODUCIDOPROBLEMA

GENERADOMCSs RECOMENDADOS

MCSs

DESACONSEJADOS

Puzolanas silícicas Metacaolín

Cenizas volantes Puzolanas alumínicas

Filler siliceo Humo de sílice

Exceso en la estimulación

de la fracción cementoCenizas volantes Filler calizo

Choques térmicos bruscos

(hormigón masivo)Fenómenos de

Retracción térmica y

por secado



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2. Cambio en sus propiedades físicas: Demanda de agua, tiempos de inicio y fin de fraguado, estabilidad de

volumen, comportamiento reológico…

ASEGURAR LA

TRABAJABILIDAD

FENÓMENO PRODUCIDOPROBLEMA

GENERADOMCSs RECOMENDADOS

Puzolanas silícicas

Cenizas volantes

Filler siliceo

Cenizas volantes

Fenómenos de

segregación,

exudación y pérdida

de trabajabilidad

Exceso en la estimulación

de la fracción cemento



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4. Cambios en su durabilidad:

Frente a distintos medios agresivos

SULFATOS (SO42-)

AMBIENTEFENÓMENO

PRODUCIDOMCSs RECOMENDADOS MCSs DESACONSEJADOS

Terrenos Yesíferos Humo de sílice Metacaolín

Suelos Industriales Diatomitas Puzolanas alumínicas

Ataque por MgSO4 Cenizas de la cascara del arroz Cenizas volantes alumínicas

Ataque por Na2SO4 Puzolanas silícias Filler calizo

Cenizas volantes silícicas

Escorias Siderúrgicas

Expansión

por sulfatos



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CLORUROS (Cl-)

AMBIENTEFENÓMENO

PRODUCIDOMCSs RECOMENDADOS

Intrínseco Metacaolín

Sales de deshielo Arcillas activadas

Ambiente marino Puzolanas alumínicas

Cenizas volantes alumínicas

Escorias Siderúrgicas (C*A)≥550

Humo de sílice

Corrosión

por picadura

del aceroAmbientes

industriales



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AGUA DE MAR

(Cl-) + (SO42-)

AMBIENTEFENÓMENO

PRODUCIDOMCSs RECOMENDADOS

Mares Metacaolín

Oceanos Arcillas activadas

Puzolanas alumínicas

Cenizas volantes alumínicas

Escorias Siderúrgicas (C*A)≥550

Humo de sílice

Ataque

químico

conjunto de

iones Cl-,

SO42-, Mg2+

Lagos con salinidad

elevada



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ÁRIDOS REACTIVOS

(RAS)

AMBIENTEFENÓMENO


Rocas Opalinas

Ciertas rocas

volcánicas

Algunas pizarras

Filitas

Escorias Siderúrgicas en

bajo proporciónGeles de

sílice

expansivos

Cementos Puzolánicos

Cualquier Filler



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CARBONATACIÓN

AMBIENTEFENÓMENO


Escorias Siderúrgicas

Fillers

Formación de

HCO3- y CO3

2- y

destrucción

del Ca(OH)2

CO2(g) atmosférico

en distinta

concentración

Cualquier adición puzolánica

en elevado porcentaje



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Clientes y usos

Maestros / Constructores

Morteros

Concretos en obra

Requerimientos

Desempeño estado fresco

Desempeño estado endurecido

Durabilidad

Clientes y usosClientes y usos

Constructores / Prefabricadores

Concreto hecho en obra

Productos secos premezclados

Requerimientos Requerimientos

Constructores / Prefabricadores

Concreteras

Productos secos premezclados



Durabilidad



Durabilidad



20“Cada uno es hijo de sus obras”

El Quijote (1605)

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