FINALITAT DE L ADDICIL

Transcripción

1 0 QUÍMICA DE MATERIALS Enginyeria Civil, 2011 Química dels ciments: Ciments amb addicions FINALITAT DE L ADDICIL ADDICIÓ Millorar alguna de les propietats del ciment: Barreja. Quantitat d aigua (Estalvi). Treballabilitat. Calor d hidratació (Disminució). Velocitat d hidratació (Disminució). Retracció (Disminució). Durabilitat (Impermeabilització i resistència a las agressions químiques). Estalvi energètic i de costos. Reciclar residus i subproductes de impacte ambiental. 1

2 TIPUS D ADDICIONSD PUTZOLANES NATURALS I CALCINADES CENDRES VOLANTS ESCÒRIES S FILLER CALCÀRI FUM DE SILICE D V i W L i LL ESQUISTOS CALCINATS T P i Q 2 PUTZOLANES Les putzolanes naturals corresponen a roques piroclàstiques fragmentàries de granulometria fina. Són n les cendres volcàniques Pedrera de materials putzolànics, Almodovar del Campo. 3

3 CARACTERÍSTIQUES DE LES PUTZOLANES P i Q NO tenen hidraulicitat. Tenen reacció putzolànica nica: PUTZOLANES (silicoaluminats) + CH + H C-S-H + C-A-H Amb aquesta reacció: Disminueix la proporció de CH i augmenta la de CSH, producte de l enduriment. Millor durabilitat. Contribució a la resistència a llarg termini. Velocitat de reacció lenta i menor calor d hidratació que el ciment sense addició. Putzolanes naturals (P): - Material volcànic. Putzolanes calcinades (Q): - Argiles calcinades a 1000ºC (Adquireixen reacció putzolànica). 4 APLICACIONS DE LES PUTZOLANES En vies de comunicació, com a àrid antilliscant, com a filler en capes de rodament. Com a additiu filtrant o drenant: camins, camps d esports, jardins... En sòl-ciment. Matèria primera per a prefabricats: bovades, tubs de drenatge... Com a àrids lleugers. Com a abrasius. Com a aïllants. En la fabricació de formigons. Com a addició en ciments, ciments putzolànics. 5

4 CENDRES VOLANTS Les cendres volants són materials inorgànics pulverulents produïts durant els processos de combustió i gasificació del carbó. Estan constituïdes per partícules esfèriques. Composició Composició Quí Química: mica Principalment SiO2 i Al2O3, i en menor proporció per òxids de Ca, Fe, S i elements traça, Composició Principalment quars, mullita, Composició Mineralògica: Mineralògica magnetita, anortita-albita, anhidrita, ettringita, tridimita-cristobalita, hematites i calç. Central GICC de ELCOGAS, Puertollano. 6 CENDRES VOLANTS Microscopia electrònica: Cendres volants amb morfologia de cenosfera. Les mides són de l ordre de micres. 7

5 CENDRES VOLANTS NORMATIVA La seva composició és variable en funció del tipus de ganga que porta el carbó. La pèrdua de pes després d una hora de calcinació, < al 7% de la seva massa. Classificació: a) Cendres sílico-aluminoses (V) de gangues argiloses. Composició semblant a les putzolanes (silicats alumínics de baix contingut en cal). Han de tenir un contingut en calç total que no superi el 10 % i la calç lliure no ha de ser més gran del 2,5%. Corresponen a les cendres del tipus F de les normes ASTM. b) Cendres sílico-càlciqueslciques (W) de gangues calcàries. Tenen aluminosilicats càlcics i quantitats significatives de cal lliure (CaO). Corresponen a les cendres del tipus C de les normes ASTM. Les sílico-càlciqueslciques a més m s a més m s poden tenir reaccions d hidratacid hidratació! 8 ESCÒRIES S Són subproductes de la indústria metal lúrgica que s obtenen al refredar-se ràpidament els residus dels alts forns. Estan formats per aluminosilicats càlcics i magnèsics. Estan en estat vitri (passen ràpidament de temperatures d alts forns, de més de ºC, a temperatura ambient). Composició química: C (CaO) = % S (SiO 2 ) = % A (Al 2 O 3 ) = % M (MgO) = 2-16 %. 9

6 ESCÒRIES S La presència d hidròxids forts, CH, afavoreix la formació dels silicats i els aluminats hidratats: Escòries + CH + H C-S-H i C-A-H 10 FILLER CALCARI L i LL Pols calcària formada per més del 75% de carbonat de calci. El tipus L: No superen el 0,5% de carboni orgànic total (TOC). El tipus LL: LL No superen el 0,2% de matèria orgànica pel TOC. Químicament inerts. Acció física per la seva finor. Al diluir la quantitat de clínquer, baixa notòriament la calor d hidratació. Donen menys resistències mecàniques a curt termini. Rebaixen el preu final del ciment. 11

7 FILLER CALCARI L i LL No dóna d lloc a cap reacció amb la resta de components! 12 FUM DE SILICI Subproducte que es forma en els processos d obtenció del silici o dels aliatges de ferrosilici en forns d arc elèctric. 13

8 FUM DE SILICI És una pols molt fina, de forma esfèrica, i mida de l ordre de 0'1 µm. Amb una superfície específica de m 2 /kg, és més fina que el ciment pòrtland (300 m 2 /kg). 14 FUM DE SILICI Formada per més d un 85% de silici (SiO 2 ) amorf. Presenta reactivitat putzolànica nica, i degut a la seva finor, és molt reactiva, aconseguint altes resistències mecàniques a curt termini. (Fum de Silici) S + CH + H C-S-H 15

9 CARACTERÍSTIQUES PROPIETATS UTILITZACIÓ IDEES PRINCIPALS CIMENT AMB BAIX CONTINGUT D ADDICIONS ALT CONTINGUT DE CLINQUER ALT CONTINGUT DE C 3 S, C 2 S, C 3 A i C 4 AF CIMENT AMB ALT CONTINGUT D ADDICIONS ALTES RESISTÈNCIES A CURT TERMINI. ALTA CALOR D HIDRATACIÓ MOLT ALTERABLE PELS SULFATS ETRINGITA. MOLT ALTERABLE PER AIGÜES TOVES DISSOLUCIÓ Ca(OH) 2. RETRACCIÓ ALTA BAIXES RESISTÈNCIES A CURT TERMINI, AUGMENTEN A LLARG TERMINI. FORMIGONS D ALTA RESISTÈNCIA A CURT TERMINI. FORMIGÓ PRETENSAT. NO FORMIGÓ EN GRANS MASSES MOLT DESPRENIMENT DE CALOR. NO CONTACTE AMB AIGÜES AGRESSIVES. FORMIGONS AMB TEMPS DE CURAT LLARGS. BAIX CONTINGUT DE CLINQUER BAIX CONTINGUT DE C 3 S, C 2 S, C 3 A i C 4 AF BAIXA CALOR D HIDRATACIÓ. POC ALTERABLE PELS SULFATS. POC ALTERABLE PER AIGÜES TOVES. BAIXA RETRACCIÓ. SI FORMIGONS EN GRANS MASSES. SI FORMIGONS EN CONTACTE AMB AIGÜES AGRESSIVES. NO FORMIGONS PRETENSATS. 16