Puzolanas

Materiales de construccion usados como aditivos u agregados.

1. PANTEÓN DE  ROMA PUZOLANAS

2. ROMA

3. ADICIONES MINERALES 1. DEFINICIÓN: Materiales inorgánicos que son incorporados al cemento o al concreto, en diferentes porcentajes, con el fin de mejorar sus propiedades. 2. VENTAJAS Mejores propiedades: - Mayor durabilidad. - Menor calor de hidratación. - Mayores resistencias. Ahorro de energía no renovable Protección del medio ambiente - Reducción de la emisión de CO 2 , SO 2 , NOx. - Uso de subproductos industriales.

4. ADICIONES MINERALES 3. CLASIFICACIÓN: 3.1 Puzolanas Naturales: - Cenizas volcánicas - Tufos o tobas volcánicas (zeolitas) - Tierras de diatomeas (diatomitas) Artificiales: - Cenizas volantes - Arcillas activadas térmicamente - Microsílice ( silica fume) - Cenizas de cáscara de arroz 3.2 Escoria de Alto Horno 3.3 Filler

5. 3.1 PUZOLANA: Material silíceo o sílico -aluminoso, que por si mismo puede tener poca o ninguna actividad hidráulica pero que, finamente dividido y en presencia de agua, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas.

6. PROPIEDADES DE LAS PUZOLANAS Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la estructura interna. Se prefiere puzolanas con composición química tal que la presencia de los tres principales óxidos (SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 ) sea mayor del 70%. Se trata que la puzolana tenga una estructura amorfa. En el caso de las puzolanas obtenidas como desechos de la agricultura (cenizas de la caña de azúcar y el arroz), la forma más viable de mejorar sus propiedades es realizar una quema controlada en incineradores rústicos, donde se controla la temperatura de combustión, y el tiempo de residencia del material. Si la temperatura de combustión está en el rango entre 400-760 ºC, hay garantía de que la sílice se forma en fases amorfas, de mucha reactividad. Para temperaturas superiores comienzan a formarse fases cristalinas de sílice, poco reactivas a temperatura ambiente.

7. CONCEPTO DE CEMENTO PUZOLANICO El cemento puzolánico se produce a partir de mezclar íntimamente y moler en un molino hasta fino polvo una mezcla de hidrato de cal y puzolana, con una proporción promedio de 70% de puzolana y 30% de cal.  VENTAJAS DEL CEMENTO PUZOLÁNICO: Mayor durabilidad del cemento. Mejora en la resistencia frente al agua de mar. Mejor defensa ante los sulfatos y cloruros. Aumento en la resistencia a la compresión. Incremento de la impermeabilidad por reducción de grietas en el fraguado. Disminución del calor de hidratación. Mejora en la resistencia a la abrasión. Aumento la resistencia del acero a la corrosión. Menor necesidad de agua.

8. TIPOS: Puzolanas Naturales : Cenizas volcánicas: Se forman por erupciones de carácter explosivo, en pequeñas partículas que son templadas a temperatura ambiente, originando la formación del estado vítreo. Tufos o tobas volcánicas (zeolitas): Producto de la acción hidrotermal sobre las cenizas volcánicas y de su posterior cementación diagenética. Tierras de diatomeas (diatomitas): Puzolanas de origen orgánico. Depósitos de caparazones silíceos de microscópicas algas acuáticas unicelulares (diatomeas).

9. OTROS USOS DE LA PUZOLANA Filtro natural de líquidos por su elevada porosidad. Sustrato inerte y aireante para cultivos hidropónicos. Fabricación de Hormigones de baja densidad (caso del Panteón de Roma). Drenaje natural en campos de fútbol e instalaciones deportivas. Absorbente (agua del 20 al 30 % del peso de árido seco) y preparación de tierras volcánicas olorosas. Aislante Térmico (0,21 Kcal / Hm2 C) Arqueología. Protector de restos arqueológicos de baja densidad para conservación de restos (construcción sobre ellos o con carácter temporal). Jardinería. En numerosas rotondas, jardines. Sustituto eficaz del césped en zona con carencia de agua de riego. Abrasivo. Usado como ingrediente en algunos detergentes abrasivos.

10. Puzolanas Artificiales : Sub-productos industriales y materiales tratados térmicamente. Cenizas volantes ( fly ash ): Subproducto de centrales termoeléctricas que utilizan carbón pulverizado como combustible. Polvo fino constituido esencialmente de partículas esféricas. La Norma ASTM C 618 define dos clases de cenizas volantes: Clase F: Producidas por la calcinación de carbón antracítico o bituminoso. Cenizas que poseen propiedades puzolánicas . Clase C: Producidas por la calcinación de carbón sub-bituminoso o lignito. Esta clase de cenizas, además de tener propiedades puzolánicas , también tienen propiedades cementicias .

11. Arcillas activadas térmicamente: Las arcillas naturales no presentan actividad puzolánica a menos que su estructura cristalina sea destruida mediante un tratamiento térmico a temperaturas del orden de 600 a 900 °C . Microsílice ( silica fume): Subproducto de la reducción del cuarzo de alta pureza con carbón en hornos de arco eléctrico para la producción de silicio o aleaciones de ferrosilicio . El material que es extremadamente fino es colectado por filtración de los gases de escape del horno, en filtros de mangas . Cenizas de cáscara de arroz: Producida por la calcinación controlada de la cáscara de arroz. - Sílice amorfa (>90 %) - Estructura celular de gran área superficial (50 a 60 m 2 /g) - Posee gran actividad puzolánica .

12. PUZOLANAS: NORMALIZACIÓN 3.1.1 PUZOLANAS: ADICIÓN MINERAL DEL CEMENTO. 3.1.2 PUZOLANAS: ADICIÓN MINERAL DEL CONCRETO.

13. 3.1.1 PUZOLANAS: ADICIÓN MINERAL DEL CEMENTO A) NORMAS DE REQUISITOS NTP 334.090:2001 CEMENTOS: Cementos Portland Adicionados. Requisitos ASTM C 595 - 00 Standard Specification for Blended Hydraulic Cements

14. Tabla 3 .- Requisitos de la puzolana para su uso en cementos Portland Adicionados PUZOLANA REQUISITOS Finura: Retenido malla 45 m m (N°325), % máx. Índice de actividad puzolánica : con cemento Portland, 28 días, % mín. Índice de actividad puzolánica : método de la cal, resistencia a la compresión a los 7 días, MPa , mín. 20,0 75 5,5

15. 3.1.1 PUZOLANAS: ADICIÓN MINERAL DEL CEMENTO B) NORMAS DE MÉTODOS DE ENSAYO NTP 334.045:1998 CEMENTOS . Método de ensayo para determinar la finura por tamizado húmedo con tamiz normalizado de 45 m m (N° 325). NTP 334.066:1999 CEMENTOS . Método de ensayo para determinar el índice de actividad puzolánica utilizando cemento portland . NTP 334.055:1999 CEMENTOS . Método de ensayo para determinar el índice de actividad puzolánica por el método de la cal.

16. ÍNDICE DE ACTIVIDAD PUZOLÁNICA CON CEMENTO PORTLAND Índice de actividad puzolánica con cemento Portland = A x 100 B A = Resistencia a compresión de los cubos del mortero de ensayo (puzolana y cemento). B = Resistencia a la compresión de los cubos del mortero patrón (cemento).

17. PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES (3 cubos): Materiales: Mortero patrón Mortero de ensayo Cemento, g 250,0 162,5 Arena, g 687,5 687,5 Puzolana, g ----- 87,5 x d Puz ./d Cemento Agua, mL X Y Fluidez, % 100 -115 100 -115 Curado: 1 día a 23 ± 1,7 °C y 27 días* a 38 ± 1,7 °C. * Desmoldar los cubos y colocarlos en recipientes herméticos de vidrio o metal. ÍNDICE DE ACTIVIDAD PUZOLÁNICA CON CEMENTO PORTLAND

18. ÍNDICE DE ACTIVIDAD PUZOLÁNICA POR EL MÉTODO DE LA CAL Resistencia desarrollada por un mortero, cuyas cantidades de cal, puzolana y arena gradada están prefijados. PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES (tanda de 3 cubos): Materiales: Mortero de ensayo Cal 1 parte Puzolana 2 x g Cal x d Puzolana/d Cal Arena 9 partes Agua, mL Z Fluidez, % 110 ± 5% Curado: 1 día a 23 ± 1,7 °C y 6 días a 55 ± 1,7 °C.

19. 3.1.2 PUZOLANAS: ADICIÓN MINERAL DEL CONCRETO A) NORMAS DE REQUISITOS PNTP 339.XXX CEMENTOS. Adiciones minerales del concreto: puzolana natural cruda o calcinada y ceniza volante. Especificaciones ASTM C 618 - 99 Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as Mineral Admixture in Concrete

20. CLASIFICACIÓN (Norma ASTM C 618): Clase N: Puzolanas naturales crudas o calcinadas, tal como las diatomitas; tufos y cenizas volcánicas, calcinadas o sin calcinar; y materiales que requieren de calcinación para inducir propiedades satisfactorias. Clase F: Ceniza volante producida por la calcinación de carbón antracítico o bituminoso. Cenizas que poseen propiedades puzolánicas . Clase C: Ceniza volante producida por la calcinación de carbón sub-bituminoso o lignito. Esta clase de ceniza, además de tener propiedades puzolánicas , también tiene propiedades cementicias .

21. TABLA 1.- Requisitos Químicos Clase de N Adición F Mineral C Composición Química Dióxido de silicio + óxido de aluminio + óxido de fierro, mín , % Trióxido de azufre (SO 3 ), máx., % Contenido de humedad, máx., % Pérdida por calcinación, máx., % 70,0 4,0 3,0 10,0 70,0 5,0 3,0 6,0 A 50,0 5,0 3,0 6,0 A Se puede emplear puzolana de Clase F con contenidos de hasta 12 % de pérdida por calcinación si cuenta con registros de performance o resultados de ensayos de laboratorio aceptables.

22. TABLA 2.- Requisitos Químicos Opcionales Suplementarios A Composición Química Álcalis disponibles, como Na 2 O equivalente, máx., % B 1,5 1,5 1,5 Clase de Adición Mineral N F C A El requisito opcional es aplicable solo en caso sea solicitado específicamente. B Aplicable solo en caso sea solicitado específicamente para adiciones minerales a ser empleadas en concreto que contiene agregado reactivo y cemento con restricción sobre el contenido de álcalis.

23. TABLA 3.- Requisitos Físicos Requisitos Clase de Adición Mineral N F C Fineza: Cantidad retenida en el tamizado vía húmeda en la malla de 45 m m (N° 325), máx., % A Indice de actividad resistente: B Con cemento portland, a 7 días, mín., % Con cemento portland, a 28 días, mín., % Demanda de agua, máx., % del control Estabilidad: D Expansión, contracción en autoclave, máx ,% Requisitos de uniformidad: Densidad, máxima variación del promedio,% Porcentaje retenido en 45 m m (N° 325), variación máx., puntos de % del promedio 34 34 34 75 75 75 75 75 75 115 105 105 0,8 0,8 0,8 5 5 5 5 5 5

24. PUZOLANAS : ADICIÓN MINERAL DEL CONCRETO B) NORMAS DE MÉTODOS DE ENSAYO ASTM C 311 - 98b Standard Test Methods for Sampling and Testing Fly Ash or Natural Pozzolans for Use as a Mineral Admixture in Portland-Cement Concrete ÍNDICE DE ACTIVIDAD RESISTENTE CON CEMENTO PORTLAND : Índice de actividad resistente con cemento Portland = A x 100 B A = Resistencia a compresión de los cubos del mortero de ensayo (puzolana y cemento). B = Resistencia a la compresión de los cubos del mortero patrón (cemento).

25. ÍNDICE DE ACTIVIDAD RESISTENTE CON CEMENTO PORTLAND PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES (TANDA DE 6 CUBOS): Materiales: Mortero patrón Mortero de ensayo Cemento, g 500 400 Arena, g 1375 1375 Puzolana, g ----- 100 Agua, mL 242 W Fluidez, % F F ± 5% Curado: 1 día a 23 ± 1,7 °C. Desmoldar los cubos y colocarlos en agua saturada con cal durante 6 días o 27 días.