Cenizas volantes: tipos, propiedades, características y usos

Las cenizas volantes o las cenizas de combustible pulverizado (PFA) son los residuos de la combustión del carbón pulverizado recogido por separadores mecánicos o electrostáticos de los gases de combustión o plantas de energía. Constituye alrededor del 75 por ciento del total de cenizas producidas.

Características y composición

Las propiedades y la composición de las cenizas volantes varían ampliamente, no solo entre las diferentes plantas sino también de una hora a otra en la misma planta. Su composición depende del tipo de combustible quemado y de la variación de carga en la caldera.

La ceniza volante obtenida de los separadores ciclónicos es relativamente gruesa y contiene una gran proporción de combustible no quemado, mientras que la obtenida de los precipitadores electrostáticos es relativamente fina y tiene una superficie específica de aproximadamente 3500 cm2 / g y puede llegar a 5000 cm2 / g.

Normalmente es más fino que el cemento Portland. Las cenizas volantes se componen generalmente de partículas esféricas, algunas de las cuales pueden ser como vidrio y de partículas de forma irregular de combustible no quemado o carbono.

Puede variar en color de gris claro a gris oscuro o incluso marrón.

Propiedades de una buena ceniza volante

El contenido de carbono en las cenizas volantes es una consideración importante para usar con cemento; debe ser lo más bajo posible. La finura de las cenizas volantes debe ser lo más alta posible.

La sílice contenida en las cenizas volantes debe estar presente en un estado finamente dividido ya que se combina lentamente durante un período muy largo con la cal liberada durante la hidratación del cemento.

Se ha encontrado que el fraguado a una temperatura de 38 ° C acelera enormemente su contribución a la resistencia del concreto.

El fraguado a alta presión y temperatura en autoclave promueve la reacción entre la cal liberada durante la hidratación del cemento y la sílice en las cenizas volantes.

Sin embargo, esta reacción debería tender a evitar la liberación de cal libre para reducir la eflorescencia. La ceniza volante se suministra en dos grados; grado I y grado II.

Especificaciones y requerimientos

Las cenizas volantes consisten en partículas vítreas esféricas que varían de 1 a 150 m, la mayoría de las cuales pasan a través de un tamiz de 45 m. Más del 40 por ciento de las partículas, que tienen menos de 10 micras, contribuyen a la resistencia a la edad temprana (7 y 28 días). Las partículas de tamaños de 10 a 45 micras reaccionan lentamente y son responsables del aumento de la resistencia de 28 días a un año.

Efectos de las cenizas volantes en el concreto de cemento

En la cantidad de mezcla de agua	El uso de cenizas volantes en cantidades limitadas como reemplazo del cemento o como una adición al cemento requiere un poco más de agua para la misma depresión debido a la finura de las cenizas volantes. En general, se acepta que el uso de cenizas volantes, particularmente como mezcla en lugar de como reemplazo del cemento, reduce la segregación y el sangrado. Si la arena es gruesa, la adición de cenizas volantes produce resultados beneficiosos; para arenas finas, su adición puede aumentar el requerimiento de agua para una trabajabilidad dada.
En el esfuerzo, dureza y compresión	Dado que la acción puzolánica es muy lenta, una adición de cenizas volantes de hasta el 30 por ciento puede resultar en una menor resistencia a los 7 y 28 días, pero puede ser aproximadamente igual a los 3 meses y puede aumentar aún más a edades superiores a los 3 meses, siempre que el curado sea continuado.
En el módulo de elasticidad	Es menor en edades tempranas y mayor en edades posteriores.
En las condiciones de fraguado	Es similar al hormigón de cemento Portland.
En la contracción de hormigón	Las cenizas volantes más gruesas y las que tienen un alto contenido de carbono son más propensas a aumentar la contracción por secado que las cenizas volantes más finas y las que tienen un bajo contenido de carbono.
En la permeabilidad	La permeabilidad del concreto se reduce al agregar cenizas volantes al cemento. 28 días de concreto pulverizado de cenizas volantes puede ser tres veces más permeable que el concreto ordinario, pero después de 6 meses puede ser menos de un cuarto permeable.
En la resistencia al ataque químico	Las cenizas volantes mejoran ligeramente la resistencia del hormigón al ataque de sulfato.
En la hidratación	Las cenizas volantes reducen el calor de hidratación en el concreto. Una sustitución del 30 por ciento de cenizas volantes puede dar como resultado una reducción del 50-60% del calor de hidratación.
En arrastre de aire	La presencia de cenizas volantes reduce la cantidad de agente de arrastre de aire.
Tiempo de fraguado	Una sustitución del 30 por ciento de la ceniza volante puede resultar en un aumento del tiempo de fraguado inicial de hasta 2 horas.

Usos

Su uso general es incorporarlo en mortero de cemento y concreto y en mezcla de puzolana de cal.

Sin embargo, solo el grado 1 se recomienda para la fabricación de cemento Portland de puzolana.