ADICIONES MINERALES; NORMAS Y APLICACIONES Dra. Ing. Rosaura Vásquez A. CEMENTOS PACASMAYO S.A.A.

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.

ADICIONES MINERALES 3.CLASIFICACIÓN: 3.1Puzolanas 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 3.2Escoria de Alto Horno 3.3Filler

3.1PUZOLANA: 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.

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).

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.

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. Consiste básicamente de: -Sílice amorfa (>90 %) -Estructura celular de gran área superficial (50 a 60 m 2 /g) -Posee gran actividad puzolánica.

PUZOLANAS: NORMALIZACIÓN PUZOLANAS: ADICIÓN MINERAL DEL CEMENTO PUZOLANAS: ADICIÓN MINERAL DEL CONCRETO.

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

Tabla 3.-Requisitos de la puzolana para su uso en cementos Portland Adicionados PUZOLANA REQUISITOS Finura: Retenido malla 45  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

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

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).

PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES (3 cubos): Materiales: Mortero patrón Mortero de ensayo Cemento, g250,0 162,5 Arena, g687,5687,5 Puzolana, g ,5 x d Puz./d Cemento Agua, mL X Y Fluidez, % 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

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 Cal1 parte Puzolana2 x g Cal x d Puzolana/d Cal Arena9 partes Agua, mL Z Fluidez, %110  5% Curado:1 día a 23  1,7 °C y 6 días a 55  1,7 °C.

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

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.

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.

TABLA 2.- Requisitos Químicos Opcionales Suplementarios A Composición Química Álcalis disponibles, como Na 2 O equivalente, máx., % B 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.

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 (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 (N° 325), variación máx., puntos de % del promedio ,8 0,8 0,

3.1.2PUZOLANAS: ADICIÓN MINERAL DEL CONCRETO B)NORMAS DE MÉTODOS DE ENSAYO ASTM C b 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).

ÍNDICE DE ACTIVIDAD RESISTENTE CON CEMENTO PORTLAND PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES (TANDA DE 6 CUBOS): Materiales:Mortero patrón Mortero de ensayo Cemento, g Arena, g Puzolana, g Agua, mL242W Fluidez, % FF  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.