Click here to load reader

Papel de Las Cenizas Volantes en La Durabilidad Delhormigon

  • View
    65

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Papel de Las Cenizas Volantes en La Durabilidad Delhormigon

PAPEL DE LAS CENIZAS VOLANTES EN LA DURABILIDAD DEL HORMIGN

DURABILIDAD DE ESTRUCTURAS LAURA LVAREZ BAEZA011

INDICE:I. INTRODUCCIN .......................................................................................................................... 3 II. PRODUCCION DE CENIZAS VOLANTES....................................................................................... 3 II.1 PRODUCCION DE CENIZA EN ESPAA ................................................................................. 3 II.2 PRODUCCION DE CENIZA EN EUROPA ................................................................................ 4 III. COMPONENTES DEL HORMIGON ............................................................................................. 4 III.2 CEMENTO PRTLAND ........................................................................................................ 4 III.2 ADICCIONES (CENIZAS VOLANTES) ..................................................................................... 5 III.3 AGUA .................................................................................................................................. 5 III.4 ARIDOS ............................................................................................................................... 6 III.5 ADITIVOS ............................................................................................................................ 6 IV. ADICCION DE CENIZAS VOLANTES COMO SUSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ................. 6 IV.1 EL NACIMIENTO DE LAS CENIZAS VOLANTES ..................................................................... 6 IV.2 DEFINICION DE CENIZAS VOLANTES.................................................................................. 7 IV.3 CLASIFICACION Y COMPOSICION DE LAS CENIZAS VOLANTES........................................... 7 IV.4 VARIABILIDAD DE LA COMPOSICION ................................................................................. 9 V. CARACTERIZACIN MECANICA DE HORMIGONES CON CENIZAS VOLANTES. ........................ 10 V.1 RESISTENCIA A COMPRESIN ........................................................................................... 10 V.2 RESITENCIA A LA TRACCION .............................................................................................. 12 V.3 MODULO DE ELASTICIDAD (EC)......................................................................................... 13 VI. DURABILIDAD DEL HORMIGON CON CENIZAS VOLANTES ..................................................... 14 VI.1. PENETRACIN DEL CO2 Y LAS MEZCLAS CON CENIZAS VOLANTES. ................................ 14 VI.2. PENETRACIN DEL IN CLORURO Y LAS MEZCLAS CON CENIZAS VOLANTES. ............... 16 VI.3. PERMEABILIDAD DEL HORMIGN CON CENIZAS VOLANTES AL AGUA BAJO PRESIN.. 18 VI.4. TRABAJABILIDAD DEL HORMIGN CON CENIZAS VOLANTES. ........................................ 19 VI.5. CALOR DE HIDRATACIN EN HORMIGONES CON CENIZAS VOLANTES. ......................... 19 VII. CONCLUSIONES. .................................................................................................................... 21

2

I. INTRODUCCINEn las ltimas dcadas se han realizado esfuerzos para mejorar la calidad y durabilidad de los hormigones. Es conocido que las puzolanas pueden contribuir a mejorar las caractersticas del hormign. Adems, las cenizas volantes ofrecen un impacto positivo como sustituto parcial del cemento portland. La reduccin de la dosis de cemento en las mezclas de hormign abarata los costes del material, disminuye la contaminacin asociada a la produccin de cemento y ayuda a solucionar el problema de eliminacin de las cenizas. Las cenizas volantes son los residuos slidos que se obtienen por precipitacin electrosttica o por captacin mecnica de los polvos que acompaan a los gases de combustin de los quemadores de centrales termoelctricas alimentadas por carbones pulverizados o centrales de incineracin de residuos slidos urbanos (RSU), Para aplicarlas a elementos estructurales, el tipo de cenizas que se utilizan son las provenientes de centrales trmicas; las de RSU y otras se suelen utilizar en estabilizacin de suelos o otras aplicaciones. En cuanto a la incorporacin de las cenizas volantes como aditivo al hormign, pueden contribuir al refinamiento de la estructura porosa del hormign, y por consiguiente contribuye al aumento de la durabilidad del hormign. Esta adicin reduce su coste al disminuir la cantidad de cemento en la mezcla, adems mejora alguna de sus propiedades; como su trabajabilidad, su impermeabilidad y su resistencia al ataque de sulfatos siempre que el proceso de curado sea de calidad. En cuanto a las propiedades mecnicas, las cenizas volantes afectan a las resistencia en sentido de disminuirlas a edades tempranas y aumentarlas a largo plazo. Como las cenizas volantes son subproductos de la combustin de carbones, las propiedades fsicas y qumicas estn condicionadas a la naturaleza de los carbones y al proceso de combustin. Debido a esto, la normativa Espaola establece unos valores mximos y mnimos y lleva a cabo un minucioso control de recepcin cuando estas sean empleadas en hormigones.

II. PRODUCCION DE CENIZAS VOLANTESII.1PRODUCCION DE CENIZA EN ESPAAUno de los residuos ms caractersticos en centrales trmicas son las cenizas volantes, de estas se reutiliza aproximadamente el 90% para producir cemento y como relleno en obras de infraestructuras. Las escorias de calderas, por su parte, se gestionan para su eliminacin. En 2009, se han producido 604.145 toneladas de cenizas volantes, de las que un 84,12 % se reutiliza para producir cemento y como relleno en obras de infraestructuras. Asimismo, se produjeron 75.125 toneladas de escorias y cenizas no volantes de calderas, para las que se gestion su eliminacin; un 44,38 % se reutilizo y el resto se envi a vertedero. La evolucin de produccin y reutilizacin de estas cenizas (de las centrales de carbn) en Espaa se refleja a continuacin:

3

Tabla 1- Evolucin de produccin y reutilizacin de las cenizas provenientes de las centrales de carbn

De las cenizas producidas en 2009, 135.770 toneladas corresponden a Espaa y 468.375 toneladas a Reino Unido. Como referencia, la industria elctrica europea produce anualmente una media de 42,7 millones de toneladas de cenizas volantes, de las que reutiliza en el sector de la construccin aproximadamente el 48%.

II.2

PRODUCCION DE CENIZA EN EUROPA

La Asociacin Europea para el Uso de Subproductos procedentes de Centrales Trmicas (ECOBA por sus siglas en ingls) estim que en el ao 2003 los productos procedentes de la combustin de carbn (CCP por sus siglas en ingls) que incluyen cenizas volantes, cenizas de fondo, escoria de caldera y otros, totalizaron unos 65 millones de toneladas anuales. La integracin de los diez nuevos miembros de la Unin aport unos 30 millones de toneladas adicionales. Se estima en ms de 95 millones de toneladas los CCPs producidos anualmente en la Europa. Los datos del mismo ao muestran que las cenizas volantes representan el mayor volumen de los subproductos, 44 millones de toneladas anuales de un total de 65 millones. Lo que representa ms de un 67% de la produccin total. Se contabiliz que 21,1 millones de toneladas de cenizas volantes son reutilizadas anualmente. Esta cifra representa que el 47% de las cenizas volantes son utilizadas. En orden descendente, los mayores usos son: adicin al hormign (27,8 %), materia prima de cementos (25,9 %), construccin de carreteras (23,4 %) y cementos mezclados (11,3 %), entre otros.

III. COMPONENTES DEL HORMIGONLa mayora de los hormigones actuales, de uso frecuente, estn compuestos de una mezcla de ridos finos y gruesos, aire, agua, aditivos y cemento Prtland, en este apartado vamos a describir estos componentes y algunas de sus propiedades.

III.2

CEMENTO PRTLAND

El cemento Prtland es uno de los principales componente del hormign. De l dependen muchas de las propiedades mecnicas y la durabilidad del hormign. El cemento Portland es un conglomerante hidrulico, es decir, un material inorgnico finamente molido que, amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece por medio de reacciones y procesos de hidratacin y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua. La base de todos los tipos de cementos, excepto para los compuestos por aluminato de calcio, es el clnker Prtland, producto industrial obtenido por un proceso de fabricacin en la que se combinan a alta temperatura (1450 C aproximadamente) cal, slice, almina y oxido frrico, provenientes de materias primas como la caliza, arcilla y el mineral de hierro, bien dosificadas y finamente molidas, que constituyen el crudo de cemento. El clnker obtenido,

4

una vez enfriado, se muele con el yeso y conjunta o separadamente con otros componentes adicionales. En la Tabla 2 se muestran los principales componentes del cemento.Tabla 2- Componentes principales del cemento Prtland

La composicin mineralgica del clnker es muy importante, e influye en las reacciones de hidratacin de los distintos compuestos que proporcionan al cemento sus propiedades resistentes, durabilidad, as como la velocidad de reaccin y el calor generado. Los silicatos clcicos C3S (Alita) y C2S (Belita) representan entre el 45 60 % y el 15 30 % por peso del cemento Prtland, respectivamente. La hidratacin de la Alita y la Belita produce silicatos clcicos hidratados denominados geles de slice y representados esquemticamente por la abreviacin C-S-H. Estos geles son en gran medida los responsables del endurecimiento y la resistencia mecnica de las pastas del cemento. Adems de los geles C-S-H, la hidratacin de los silicatos produce hidrxido clcico (CH), denominado Portlandita. El hidrxido clcico no contribuye significativamente a las propiedades mecnicas de la pasta, pero aporta la alcalinidad que protege de la cor

Search related