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Aditivos y adiciones del concreto norma y
aplicaciones
ADICIONES MINERALES
Ing. Manuel Gonzales de la Cotera
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El empleo de adiciones minerales en los
aglomerantes hidráulicos es de antigua data. Los
romanos las utilizaron perennizando sus
estructuras en base a morteros de cal y puzolana.
En la década del cincuenta tuvieron importante
desarrollo, en Europa incorporándose al cemento
Portland, incrementándose rápidamente la
capacidad instalada frente a los requerimientos
de la reconstrucción de la post-guerrra.
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En los países sajones, Estados Unidos e
Inglaterra, como adiciones en las mezclas de
concreto, en centrales de premezclado. Su
progresión ha sido manifiesta, a partir de la
primera crisis del petróleo de 1974 y
posteriormente con las regulaciones ambientales.
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En la actualidad, una gran mayoría de países
han introducido en las normas de cemento
diferentes tipos de adiciones minerales. En los
Estados Unidos una moderna norma de performance
desregula la composición de los cementos
adicionados especificando únicamente el
comportamiento de las pastas.
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En Perú las adiciones puzolánicas se incorporan
desde hace más de una década. En la década
pasada significaron aproximadamente algo más del
20 de los despachos de cemento. En 1966 y 1967
se fabricó cemento portland de escorias. Las
adiciones de cemento aportan mejoras en la
durabilidad, en comportamientos específicos. Su
aporte a la resistencia sólo se verifica después
de los 60 días.
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1950 Adiciones puzolánicas y escoria de alto
horno Economía y propiedades para obras
hidráulicas y portuarias 1970 Adiciones
puzolánicas, fly ash, escorias y filler Ahorro de
energía 1980 Adiciones puzolánicas, fly ash,
escorias, fillers y microsilice Medio
ambiente Resistencia
Tecnología
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La posibilidad de obtener clinker de alta
performance y la conveniencia de reducir las
líneas de producción por razones económicas, con
hornos de 3000 o más TM/d, hace poco conveniente
la fabricación de diferentes clases de clinker.
Un clinker de alta calidad, puede recibir
adiciones de diferente tipo y porcentaje, para la
producción de cementos normalizados que reúnan
requisitos especiales.
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Las adiciones permiten el ahorro de energía no
renovable. Las adiciones se incorporan al
cemento por consideraciones ecológicas en cuanto
permiten la eliminación de materiales
contaminantes como sucede con las escorias. Se
reducen las emisiones de material particulado y
gases.
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En los EE.UU. se inició la aplicación de las
puzolanas naturales en el concreto, en presas y
obras hidráulicas producidas por el Bureau
Reclataion en los años 30, incorporando
porcentajes del 20 de cemento. Posteriormente,
se introdujo como puzolana las cenizas volantes
producidas al quemar carbón en las centrales
hidroeléctricas, favorecida por la introducción
de nuevas tecnologías con ocasión de la crisis
del petróleo en los años 70 . En los EE.UU.
los cementos puzolánicos representan el 1.2 de
la producción de cemento.
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De los 50 millones de toneladas producidos en los
EE.UU. de 10 a 12 es utilizado en la producción
de concreto. el 90 de las plantas de premezclado
y el 50 del concreto utilizan cenizas
volantes. Las escorias se utilizan en morteros
en Europa desde hace 200 años y se incorporan en
el cemento desde hace 100 años. En Alemania desde
1892 y en EE.UU. desde 1896 mayoritariamente en
la producción del concreto.
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• Adiciones
• Son materiales minerales que se incorporan el
  cemento, generalmente en molienda conjunta como
  ciertas rocas naturales o no (puzolanas, escoria
  granulada de alto horno, caliza, microsilice) que
  actúan, o bien aumentando las propiedades
  hidráulicas del cemento o mejorando otras
  cualidades debido a una adecuada granulometría
  (aumento de la trabajabilidad y retención de
  agua, disminución de la porosidad y capacidad,
  reducción de la fisuración), etc.

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• Materiales cementosos
• Término que comprende las adiciones minerales que
  se incorporan a los cementos portland, en
  especial en las centrales de mezcla de concreto.
  Esta denominación se introduce en 1992 por el
  ACI en el Código de Diseño de Concreto Armado
  como cementitious materials.

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• Puzolanas
• Son sustancia naturales o industriales silíceas o
  silicoaluminosas, o una combinación de ambas.
  Aunque el humo de sílice tiene propiedades
  puzolánicas.

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Los materiales puzolánicos no endurecen por si
mismos cuando se amasan con agua, pero finamente
molidos, reaccionan, en presencia de agua, a la
temperatura ambiente con el hidróxido de calcio
disuelto Ca(OH)2 y forman compuestos de
silicato de calcio y aluminato de calcio, capaces
de desarrollar resistencia. Las puzolanas
constaran esencialmente de SiO2, reactivo y
AL2O3. El resto contiene Fe2O3 y otros óxidos. El
contenido de SiO2 reactivo no será menor del 25
en masa.
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• Cenizas volantes
• La ceniza volante es un polvo fino constituido
  esencialmente de partículas esféricas que
  presentan propiedades puzolánicas, sus
  componentes son esencialmente el SiO2 reactivo y
  Al2O3 el resto contiene Fe2O3 y otros óxidos. La
  proporción de CaO reactivo será menor del 10,0
  en masa.

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• Escoria Es un producto no metálico consistente
  esencialmente de silicatos y aluminio-siliatos de
  calcio con impurezas de hierro que se obtiene en
  estado fundido en los altos hornos.
• Escoria granulada de horno alto La escoria
  granulada de horno alto posee propiedades
  hidráulicas cuando se activa de manera adecuada.
  La escoria granulada de horno alto debe estar
  constituida por lo menos dos tercios de masa de
  la suma de CaO, MgO y SiO2. El resto contiene
  Al2O3, junto con pequeñas cantidades de otros
  óxidos. La escoria granulada de horno alto se
  obtiene por enfriamiento rápido de una escoria
  en estado de fusión de composición adecuada,
  procedente de la fusión del mineral de hierro en
  un horno alto.

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• Escoria granulada de horno alto
• La escoria granulada de horno alto posee
  propiedades hidráulicas cuando se activa de
  manera adecuada. La escoria granulada de horno
  alto debe estar constituida por lo menos dos
  tercios de masa de la suma de CaO, MgO y SiO2. El
  resto contiene Al2O3, junto con pequeñas
  cantidades de otros óxidos. La escoria granulada
  de horno alto se obtiene por enfriamiento rápido
  de una escoria en estado de fusión de composición
  adecuada, procedente de la fusión del mineral
  de hierro en un horno alto.

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• Microsílice
• Es un subproducto que se origina en la reducción
  de cuarzo de elevada pureza con carbón de hornos
  eléctricos de arco, para la producción de silicio
  y aleaciones de ferrosilicio.
• Está constituido por partículas esféricas muy
  finas con un elevado contenido de sílice amorfa.

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• Si la bien las especificaciones se dirigen a
  niveles de performance, debe de tenerse en cuenta
  como elementos de análisis las siguientes
• Pérdida al fuego
• Finura
• Actividad puzolánica
• Debe de tenerse en cuenta que los elementos
  principales de los materiales cementosos son
• Granulometría
• Mineralogía
• Que inciden el la estructura de los productos de
  reacción del cemento y las adiciones minerales.