Las cenizas volantes son residuos finamente divididos resultantes de la combustión del carbón en centrales termoeléctricas. Si no son recicladas correctamente, pueden contaminar el suelo, agua y aire. No obstante, al agregarse al concreto en pequeñas cantidades mejoran su resistencia sin afectar significativamente sus propiedades mecánicas. Adicionalmente, su uso reduce los costos de producción de concreto y mejora su trabajabilidad, durabilidad y resistencia a ataques químicos y al clima frío.

1. Tecnología del hormigón
Tema: Cenizas volantes

2. ¿Qué son las cenizas volantes?
Las cenizas volantes son el residuo finamente
dividido resultante de la combustión del carbón,
ya sea en trozos o en polvo, el cual es
transportado desde su almacenamiento por los
gases de combustión.
Las cenizas volantes se constituyen en un residuo
ecológicamente problemático que deben
eliminar las centrales termoeléctricas evitando
que permanezcan en los depósitos donde son
almacenados y ubicadas al aire libre. Esta práctica
se convierte en un peligro ambiental, ya que su
contacto con el agua, el suelo y el aire, genera
graves problemas de contaminación.

3. Uso de
cenizas
volantes
 Existe una necesidad apremiante y continua de desarrollar
nuevos métodos de reciclaje para la ceniza volante de carbón
frente a sus peligros y sus aplicaciones actuales y potenciales
incluido el uso en la mejora del suelo, industria de la
construcción, industria cerámica, catálisis, etc.
 Esta ceniza volante, obtenida de la quema del carbón utilizado
como combustible en la generación de energía eléctrica, es
considerada como un contaminante siendo beneficioso
cuando es adicionada al concreto, en cantidades pequeñas,
para mejorar su resistencia, ya que el aumento del contenido
de cenizas del 15 al 35% no modifica significativamente el
comportamiento mecánico del material.

4. Características de las
Cenizas Volantes
 Finura: para el desarrollo de su potencial cementante, es
conveniente que procedan de la combustión de carbón
pulverizado para que su granulometría se acerque su finura de
activación, teniendo bastante similitud con la del cemento. Si se
utilizan como agente de densificación, es deseable que sean aún
más finas que el cemento para llenar vacíos microscópicos. Las
normas NTC 3493 y ASTM C618 especifican un máximo de 34%
retenido en la Malla de 45 micras (No. 325).
 Composición química: la reactividad del cemento proviene de la
presencia de compuestos que contienen Calcio (Ca), Silicio (S),
Aluminio (Al) y Hierro (Fe), entre otros que inciden favorable o
desfavorablemente en las reacciones asociadas a la hidratación, el
fraguado y el desarrollo de resistencia. Las cenizas desarrollan
propiedades aglomerantes gracias al contenido relevante de estos
elementos; según las normas NTC 3493 y ASTM C618, la
sumatoria de SiO2, Al2O3 y Fe2O3 debe ser superior al 70% en las
cenizas clase F (sílico-aluminosas), y superior al 50% en las Cenizas
Clase C
 Composición mineralógica. las cenizas deben contar con una
alta proporción de minerales con estructura molecular amorfa ya
que, al tener esta característica, se combinará con otros minerales
para conformar una estructura cristalina estable. La alta
temperatura de combustión del carbón que da origen a las
cenizas les permite adoptar una mineralogía que favorece su
reactividad.

5. Propiedades químicas
 Las cenizas volantes se clasifican en diferentes tipos,
principalmente por su contenido de cal, según la norma ASTM
C 618-08ª se definen en
 Clase F. – contienen pequeñas partículas de cal, generalmente
inferiores al 15% y mayor concentración de sílice, aluminio y
hierro. Estas cenizas presentan propiedades puzolánicas. Son
las más importantes en cuanto a cantidades producidas y
aprovechamiento. Tienen propiedades ligantes.
 Clase C. – contienen una mayor cantidad de cal,
generalmente entre un 15% y 30%. Estas cenizas presentan
propiedades puzolánicas y cementicias. Se llaman también
hidráulicas o activas, cuando son amasadas con agua sufren
reacciones de hidratación, fraguado y endurecimiento
semejantes a los del cemento.

6. Beneficios y desventajas de las cenizas volante en el hormigón
Beneficios
 Reducción de costos. - se utiliza menos cemento lo que resulta en
una menor demanda de Clinker/energía.
 Mejora algunas de sus propiedades como su trabajabilidad,
durabilidad, densidad y sangrado, su impermeabilidad, su
resistencia al ataque químico sobre todo de sulfatos y su resistencia
a la compresión.
 Las bajas relaciones agua/cemento, obtenidas como consecuencia
de la adición de ceniza volante, permiten reducir la retracción por
secado y la resistencia a la abrasión en concretos fluidos.
 Resistencia al clima frío. - La ceniza volante requiere menos agua
que el cemento Portland y es más fácil de usar en climas fríos
 Ganancias de alta resistencia, dependiendo del uso
 Reduce los problemas de grietas, permeabilidad y sangrado
 Reduce el calor de la hidratación
 Reduce las emisiones de CO2
Desventajas
 Ganancia de fuerza más lenta
 Limitación estacional
 Mayor necesidad de aditivos de
entrenamiento aéreo
 Aumento de la escala de sal producida
por mayores proporciones de ceniza
volante

7. Diagrama de resistencia