Concretos fluidos con altos volúmenes de ceniza volante

En la actualidad, importantes avances en la tecnología del concreto, revolucionan la industria de la construcción. Entre los más notables pueden citarse, por un lado, los aditivos reductores de agua de alto rango (superfluidificantes); por otro, los concretos con alto contenido de ceniza volante (HVFA, por sus siglas en inglés).

El término HVFA describe a aquellos concretos con un contenido muy bajo de agua, en el cual al menos el 50% de la masa de Cemento Portland (CO) es reemplazada con cenizas volantes (FA por sus siglas en inglés) tipo F o C; según lo establece la ASTM.

Cuando se pretende fabricar concreto con baja relación agua-material cementante (a/mc), y se requiere al menos un revenimiento de 15 cm, es necesario el uso de un aditivo superfluidificante. Con estos aditivos puede obtenerse diferentes beneficios como son: disminución de la relación a/mc para lograr un concreto de consistencia fluída; disminución del consumo de CP en la mezcla, y reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera. 

Por otro lado, la presencia de cementantes en el concreto, como la ceniza volante, tiende a modificar el tamaño de los poros a minimizar significativamente el efecto adverso que se produce en la zona de transición. Es decir, se optimiza el empaquetamiento de partículas de la matriz cementante, mejorando el enlace entre el agregado y las propiedades mecánicas del concreto. 

En este escrito se exponen los resultados de una investigación desarrollada en la Universidad Autónoma de Nuevo León, en México; que busca estudiar dos series de concreto con consumos constantes de CP 100 kg/m3, para la serie A y 150 kg/m3, para la serie B. En cada serie se estudiaron seis mezclas de concreto, una de referencia y cinco con adiciones de 30, 60, 90, 120, y 150% de ceniza volante en relación a la masa de CP. 

Asímismo, se trabajaron las mezclas con una consistencia DIN de 55 +- 2 cm, así como las relaciones agua-cemento (a/c), para la mezcla de referencia, que en ambas series fue de 1.8 y 1.3. Se utilizó CP tipo I y ceniza volante tipo F de carbón bituminoso proveniente de la planta carboeléctrica de Nava, en Coahuila. Fueron considerados diferentes aditivos superfluidificantes para cada serie; basados en policarbocilato (PSP) para la serie A, y de naftaleno (NSP) para la serie B. Los agregados empleados fueron calizas típicas del área metropolitana de Monterrey. El agregado fue fino con 2.63 de densidad y una absorción de 1.59%. Por su parte, el grueso tuvo una densidad de 2.83 y una absorción de 0.41%

Se elaboraron especímenes cilíndricos de concreto para determinar la resistencia a la compresión y los niveles de contracción por secado para ambas series. Adicionalmente, se fabricaron especímenes para evaluar la resistencia mecánica a la abrasión para la condición más crítica, siendo ésta la serie A, ya que tiene menor consumo de cemento que la serie B. Para ambas series se determinaron propiedades al concreto fresco como son: revenimiento, consistencia, contenido de aire y temperatura. 

En términos generales, se produjeron concretos de alta resistencia mecánica a la compresión con HVFA y con contenidos bajos de CP de 100 y 150 kg/m3, siendo imprescindible el uso de aditivo superfluidificante para ambas dosificaciones. 

En el estudio se demuestra que las bajas relaciones a/mc, obtenidas como consecuencia de la adición de ceniza volante, permiten reducir la contracción por secado y la resistencia a la abrasión en concretos fluidos elaborados con elevados volúmenes de ceniza volante. Los resultados obtenidos consolidan los argumentos técnicos y ecológicos para seguir promoviendo el uso de concretos con HVFA. 

Concretos fluidos con altos volúmenes de ceniza volante (Noviembre 2012). Construcción y tecnología en concreto 8 (2), 11.