Fly Ash (Ceniza Volante)El uso de adiciones en concretos es algo deseable no solo en el punto de vista del medio ambiente y la conservacin de energa, sino tambin en el punto de vista tcnico por los beneficios que estas proveen al concreto.Los materiales cementantes suplementarios son aadidos al concreto como parte del sistema cementante total. Pueden ser usados en adicin o reemplazo del cemento portland o cemento mezclado en el concreto, dependiendo de las propiedades del material y el efecto deseado en el concreto.La ceniza volante o fly ash (en ingls) es la adicin ms ampliamente utilizada en concreto. Es un subproducto de la combustin de carbn pulverizado en las plantas de generacin elctrica. Tras la ignicin en el horno, la mayora del material voltil y carbono en el carbn son quemados. Durante la combustin, las impurezas minerales del carbn (como arcillas, feldespatos, cuarzos y esquistos) se fusionan en suspensin y son llevados fuera de la cmara de combustin por los gases expelidos. En este proceso, los materiales fusionados se enfran y solidifican en partculas vidriosas esfricas llamadas cenizas volantes. Estas cenizas son entonces colectadas de los gases expelidos a travs de precipitadores electroestticos o filtros de bolsa. La ceniza volante es un polvo finamente dividido parecido al cemento portland.La ceniza volante es primariamente silicato vidrioso que contiene almina, hierro y calcio. Existen 2 clases de Cenizas Volantes, la Clase F y la Clase C. Los Clase F son materiales generalmente con bajo contenido de calcio (menos de 10% de CaO); los Clase C tienen alto contenido de calcio (de 10% a 30% de CaO).Las cenizas volantes son usadas en cerca del 50% de los concretos ya preparados (PCA 2000). Su dosificacin vara con la reactividad de la ceniza y el efecto deseado en el concreto (Thomas 2007, Helmuth 1987, y ACI 232 2004).Efectos en el concreto fresco: Requerimiento de agua: Mezclas de concreto que contienen cenizas volantes generalmente requieren menor contenido e agua (cerca de entre 1% y 10% menos que las dosis convencionales) para un revenimiento dado que comparados con concreto con solo cemento portland. Trabajabilidad: Las cenizas volantes mejoran la Trabajabilidad de concretos con un revenimiento igual. Sangrado y Segregacin: concretos que contienen cenizas volantes generalmente exhiben menor sangrado y segregacin que concretos simples. Este efecto hace que el uso de cenizas volantes sea particularmente valorado en mezclas de concreto que contienen agregados deficientes en finos. La reduccin en el agua de sangrado es primariamente debido a la reduccin de la demanda de agua en concretos con Cenizas Volantes. Gleber y Klieger (1986) correlacionan la reduccin del agua de sangrado del concreto con la reduccin del requerimiento de agua de mezcla del mortero de ceniza volante. Contenido de Aire: la cantidad de aditivo inclusor de aire requerido para obtener un contenido de aire especfico es normalmente mayor cuando se utilizan cenizas volantes. Calor de hidratacin: las cenizas volantes tienen un calor de hidratacin menor que el cemento portland, por lo que consecuentemente su uso reduce la cantidad de calor creado en una estructura de concreto. Tiempo de fraguado: El uso de cenizas volantes generalmente retardar el tiempo de fraguado del concreto. Esto es una ventaja importante en climas clidos, ya que permite mayor tiempo de colocado y acabado del concreto. Acabado: los concretos con cenizas volantes tendrn un acabado igual o mejor que los concretos simples. Bombeo: El uso de cenizas ayuda en el bombeo del concreto facilitndolo.Efectos en el concreto endurecido: Resistencia: El desarrollo de la resistencia de concretos con Cenizas Volantes es similar a la de concretos normales curados a 23C (73F). Concretos que contienen cenizas Clase C generalmente desarrollan resistencias mayores a edades tempranas que los que contienen cenizas Clase F.Las adiciones son casi siempre necesarias en la produccin de concretos de alta resistencia. Con el uso de cenizas volantes se han podido producir concretos con resistencias hasta de 100 MPa (15,000 psi). Permeabilidad y absorcin: Con un curado adecuado las cenizas volantes generalmente reducen la permeabilidad y la absorcin de concreto. La absorcin de concretos con cenizas volantes es casi similar a la de concretos sin cenizas, aunque algunas cenizas pueden reducir la absorcin en 20% o ms. Reaccin lcali agregado: La reaccin lcali slice puede ser controlada con el uso de cenizas volantes. Cenizas de bajo contenido de calcio (Clase F) han reducido la reaccin expansiva hasta un 70% y ms en algunos casos. Resistencia a sulfatos: La resistencia a sulfatos de concretos con alto contenido de cemento y baja relacin agua cemento, hechos con cementos resistentes a los sulfatos es tan buena que el uso de cenizas volantes tienen poca oportunidad de mejorar dicha resistencia. Los concretos con cenizas volantes Clase F son ms resistentes a sulfatos que aquellos hechos con cenizas volantes Clase C. Corrosin del acero: Las adiciones reducen la corrosin del acero reduciendo la permeabilidad de concretos correctamente curados para agua, aire e iones de cloruro. Las cenizas volantes reducen significativamente el ingreso de iones de cloruro. Carbonatacin: En dosis normales, las cenizas volantes incrementan levemente la carbonatacin, pero no significativamente en concretos con periodos de cura normales. Resistencia Qumica: Las adiciones reducen los ataques qumicos reduciendo la permeabilidad del concreto. Cabe resaltar que aunque las mismas mejoran la resistencia, no vuelven a los concretos inmunes. Concretos en ambientes de severa exposicin qumica deben ser protegidos con sistemas de barreras. Color: las cenizas volantes pueden cambiar levemente el color del concreto. El uso de cenizas volantes oscuras en grandes cantidades tender a oscurecer el concreto.Fly ashEl fly ash, conocido tambin como ceniza de combustible pulverizada o Cenizas volantes, es la ceniza precipitada electroestticamente o mecnicamente a partir de los gases expelidos de plantas termoelctricas a carbn. Son el tipo de puzolana artificial ms comn. Est compuesta de partculas esfricas, lo que es ventajoso desde el punto de vista de requerimiento de agua, y tiene una alta finesa. Su alta superficie especfica significa que es un material prontamente listo para reaccin con el hidrxido de calcio. Posee una gravedad especfica promedio de 2.35.La clasificacin Americana del fly ash est dada por la norma ASTM C 618-12, y est basada en el tipo de carbn que origina la ceniza. El tipo ms comn de fly ash deriva del uso de carbn bituminoso, que es principalmente silceo, y es conocido como Fly ash clase F. Carbones sub bituminosos y lignitos resultan en cenizas altamente calizas, conocidas como fly ash clase C.La actividad puzolnica de las cenizas clase F no est en duda, sin embargo es esencial que tengan una finura y un contenido de carbn constantes.El uso de cenizas volantes puede afectar el color del concreto, haciendo el carbn de la ceniza que el mismo sea ms oscuro. Esto no altera sus propiedades fsicas ni qumicas, pero si es importante del punto de vista esttico, principalmente cuando se colocan concretos con ceniza y concretos sin ceniza uno al lado del otro.Las cenizas Clase C tienen un contenido de cal de hasta un 24%. Su contenido de carbono es bajo, su finura alta y su color claro. Sin embargo, el contenido de MgO puede ser alto, y parte del mismo como de la cal pueden conducir a expansiones perjudiciales.El comportamiento de las cenizas altamente calizas es sensible a la temperatura: especficamente, en concretos masivos cuando ocurre el aumento en la temperatura, los productos de reaccin pueden no ser de alta resistencia. Sin embargo, el desarrollo de resistencia no est simplemente basado en la temperatura, siendo satisfactorias en regiones entre 120C a 150C (250F a 300F) pero no a 200C (400F) cuando los productos de reaccin son sustancialmente diferentes.Los cementos puzolnicos por si solos tienen una baja resistencia a los 7 das (mnimo de 12 MPa) pero tambin a los 28 das (mnimo de 22.5 MPa). La ventaja concomitante es la baja tasa de desarrollo de calor por lo que los cementos puzolnicos son de bajo calor de hidratacin. Adicional, los cementos puzolnicos tienen cierta resistencia al ataque de sulfatos y al ataque de cidos dbiles.