UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

FLY ASH FOR CONCRETE

Docente: ALDO EMILIO CABRERA DIAZ

Autores:

CHAVEZ CALUA, FRANKLINGAITAN CACHI, GABRIEL GOICOCHEA SANCHEZ, Bryan

Cajamarca 29 de Junio del 2015

ndice1.RESUMEN72.ABSTRACT OF SUMARY83.INTRODUCCIN94.OBJETIVOS104.1.Objetivo General:104.2.Objetivos Especficos:105.MARCO TERICO115.1.Definicin115.3.Composicin125.4.Limitaciones135.5.Beneficios135.6.Desventajas145.7.Propiedades del concreto que contienen cenizas volantes145.7.1.Durabilidad145.7.2.Trabajabilidad155.8.Comportamiento en estado fresco155.8.1.Densidad y Sangrado155.8.2.Permeabilidad155.8.3.Resistencia Mecnica165.8.4.Resistencia Al Ataque De Sulfatos165.8.5.Fluidez165.9.Inclusin de aire en el concreto fresco175.10.Comportamiento al estado endurecido175.10.1.Elevacin de temperaturas175.11.Mdulo de elasticidad175.12.Permeabilidad185.13.Resistencia a la compresin185.14.Resistencia a la flexin195.15.Resistencia La Congelamiento Y Al Deshielo195.16.Resistencia A La Abrasin.206.CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES217.BIBLIOGRAFIA21

1. RESUMEN

La durabilidad del hormign est influenciada por la capacidad de transportar lquidos en su red porosa. El uso de cenizas volantes en el hormign se extiende ahorro de costes econmicos y los cambios micro estructural impulsado por la adicin. Hay consenso en que las cenizas reducen el tamao de los poros. Aunque los cambios en la composicin y micro durabilidad estructural del material no son del todo claras.

Los resultados muestran que las cenizas no cambian slo como carbonatacin y la difusin de cloruro. La difusin de cloruros es el ms afectado por los cambios en la estructura de poros. Iones de carbonato interactan qumicamente con la matriz de modo que su avance se ve afectada por cambios en la composicin causados por la reaccin puzolnica.

2. ABSTRACT OF SUMARY

The durability of the concrete is influenced by the ability to transport fluids in their porous network. The use of fly ash in concrete is spread economic cost savings and micro-structural changes driven by the addition. There is consensus that the ashes reduce pore size. Although changes in composition and micro structural durability of the material are not completely clear.

The results show that the ashes do not change just as carbonation and chloride diffusion. The diffusion of chlorides is most affected by changes in the pore structure. Carbonate ions chemically interact with the matrix so that its advance is affected by changes in composition caused by the pozzolanic reaction. (Traductor de Google)

3. INTRODUCCIN

Los efectos de las cenizas volantes en el hormign han sido estudiados en numerosas investigaciones, sea como reemplazo de parte del cemento portland, sea simplemente como adicin en el hormign.En el primer caso, que es mayoritario en estudios, se ha comprobado que cuando se emplean las cenizas volantes en porcentaje de 10 a 30 % de reemplazo, el agua necesaria para mezclado por unidad de volumen del hormign generalmente no aumenta y a veces puede ser reducida; que la resistencia en las primeras edades, hasta los 28 das disminuye, pero en edades posteriores puede ser igual o mayor que el hormign normal.

Las cenizas volantes son residuos slidos que se obtienen por la precipitacin electrosttica o captacin mecnica de polvos que acompaan a los gases de combustin de los quemadores de centrales termoelctricas alimentadas por carbones pulverizados. (Neville, A. M, Mexico)

4. OBJETIVOS

4.1. Objetivo General:

Ostentar las propiedades fsicas y qumicas que ofrece las cenizas volantes al concreto

4.2. Objetivos Especficos:

Determinar qu color tiene es una Ceniza volante Determinar los beneficios de las Cenizas Volantes Determinar limitaciones de las cenizas volantes Determinar la resistencia del concreto con cenizas volantes y del concreto sin ellas.

5. MARCO TERICO

5.1. DefinicinFLY ASH (cenizas volantes) es un puzolana usado para mejorar el desempeo del cemento portland en mezclas de concreto. FLY ASH es un material de silicio y aluminio que por s solo posee poco valor cementicio. Con la presencia de agua, FLY ASH reacciona qumicamente con el hidrxido de calcio liberado por la hidratacin del cemento portland para formar compuestos que tienen propiedades cementicias. El resultado es un hormign ms denso y duradero. FLY ASH tambin puede usarse para mejorar la trabajabilidad, reducir la permeabilidad, mejorar la resistencia a los sulfatos, reducir la exudacin y la segregacin, reducir el encogimiento, reducir el calor de hidratacin, aumentar la resistencia a la compresin y aumentar la resistencia a la flexin. FLY ASH, es adecuado para una gran variedad de aplicaciones de construcciones de concreto, desde construcciones en general hasta puertos, muelles, plateas masivas, zapatas y estructuras similares. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)

5.2. Tipos de Cenizas Volantes. Se clasifica en dos categoras: Clase F y Clase C.

Cenizas de Clase F se produce a partir de carbn antracita o bituminoso mientras Clase C proviene del carbn de lignito, la sub-bituminoso. La diferencia clave es si el hormign se clasifica como "puzolana".

Materiales puzolana pueden actuar como el cemento cuando se aaden agua y ciertos materiales.

Ceniza volante Clase C se considera un material puzolnico, ya que puede formar una sustancia parecida al cemento para hacer concreto. Clase F, por otro lado, no puede y por lo tanto requiere un agente de cementacin para ayudar a que se pegue entre s y forman hormign. Clase C cenizas volantes concreto es generalmente considerado el mejor tipo, pero ambos funcionar cuando se aaden los materiales adecuados a la mezcla.

Las cenizas volantes concreto requiere menos mezcla de cemento que el hormign convencional. Fly ceniza concreto fue descubierto por los ingenieros que trabajan en la presa Hoover. Fly ceniza concreto utiliza menos agua que el hormign convencional.

5.3. Composicin

FLY ASH puede ser de color crema o gris, dependiendo del tipo de carbn que la gener; suapariencia se parece a la del cemento. Es principalmente vidrio de slice que contiene silicio, aluminio, hierro y calcio. FLY ASH es un subproducto de la combustin de carbn pulverizado en las plantas de generacin elctrica. La composicin exacta del FLY ASH es determinada por el carbn usado. Una vez encendido el horno, la mayor parte del material voltil y el carbn que contiene el carbn mineral se quema. (Google)

5.4. Limitaciones

Los aditivos minerales finos, tales como el FLY ASH afectan las caractersticas de los diseos de mezcla. Antes de ser aceptados para su uso, deben probarse en combinacin con el cemento y los agregados que van a usarse. Estas pruebas determinarn el efecto en los requerimientos de agua, resistencias, encogimiento, calor de hidratacin, durabilidad, o su efecto en caractersticas especiales como la prevencin de la reaccin agregado-lcali o la reduccin de daos por ataque de sulfatos. (Neville, A. M, Mexico)

5.5. Beneficios

El hormign con cenizas volantes es ms fcil de trabajar y manipular ya que puede ser mezclado en proporciones que favorecen a una mejor terminacin en verano y no afectan el acabado en invierno. El hormign mezclado con cenizas volantes necesita menos agua. Esto significa que hay menos contraccin y agrietamiento. Las cenizas volantes crean un hormign con una resistencia a la compresin superior a lo largo del tiempo que el hormign sin cenizas volantes no posee. Como las cenizas volantes cuestan menos que el cemento, su uso en la mezcla reduce el costo del concreto. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)

5.6. Desventajas

Existen algunos inconvenientes con el uso de cenizas volantes, a pesar de que estn ms que compensados por los beneficios. Los aumentos de la fuerza de compresin del hormign con cenizas volantes ocurren lentamente durante un perodo de tiempo ms largo que en el hormign sin cenizas. Algunos informes han dicho que es ms difcil lograr buena terminacin. Tambin requiere un producto ms que tiene que ser mezclado en una cierta proporcin cuando se prepara el hormign. Algunos estados no permiten las cenizas volantes en el hormign o tienen restricciones sobre el tipo de hormign que puede ser utilizado. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)

5.7. Propiedades del concreto que contienen cenizas volantes

5.7.1. Durabilidad

La durabilidad no es una propiedad intrnseca de un material, es ms bien una funcin que relaciona el rendimiento de un material, con su vida de servicio bajo diversas condiciones ambientales. Durante ms de 50 aos la ceniza volante se ha usado en muchas de las grandes estructuras del mundo, tales como la presa Hungry Horse y en la mayora de presas del reino unido.

Segn las especificaciones permitirn el uso de distintas cenizas volantes, lo cual ocasiona variaciones en el contenido de agua y en la calidad del concreto afectando consecuentemente la permeabilidad que es quizs la propiedad ms importante en la durabilidad. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)5.7.2. Trabajabilidad

El termino trabajabilidad se utiliza como referencia a las mezclas de concreto para indicar la mayor o menor facilidad que se puede encontrar al colocarlos en un lugar determinado, la ceniza volante puede demostrarse simplemente por su efecto de trabajabilidad del concreto. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)

5.8. Comportamiento en estado fresco

5.8.1. Densidad y Sangrado

La inclusin de la ceniza volante en el concreto aumenta el volumen de la lechada por unidad de peso con un requerimiento menor de agua, el resultado es una mejor densidad y mayor cohesin en el concreto con un menor sangrado. Los factores que afectan la densidad del concreto son: fineza de la ceniza volante, densidad del agregado, absorcin del agregado y demanda del agua. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)

5.8.2. Permeabilidad

La permeabilidad del concreto se puede definir como la cantidad de agua o alguna otra solucin qumica que pasa a travs de una masa de concreto. Existen algunas medidas que se pueden utilizar para hacer que el concreto sea menos permeable, una de ellas es el uso de una ceniza volante de buena calidad, la ceniza volante tiende a reaccionar con el hidrxido de calcio libre provocando la formacin de una solucin ms viscosa. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)5.8.3. Resistencia Mecnica

El efecto de la ceniza volante sobre la resistencia del concreto est determinada por la calidad y cantidad utilizada en la mezcla, es decir, que una fuente disponible de cenizas volantes de buena calidad y uniformidad. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)

5.8.4. Resistencia Al Ataque De Sulfatos

El ataque de los sulfatos en los concretos se desarrolla cuando el hidrxido de calcio se combina con los sulfatos dando lugar a un sulfato de calcio o yeso. Tambin los componentes el cemento como los compuestos que contienen aluminatos son tambin atacados por los sulfatos formando compuestos de estannita, reacciones q a su vez provocan una fuerza interna de expansin en los concretos por lo cual el volumen aumenta causando la falla de la estructura. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)

5.8.5. Fluidez

Un parmetro muy efectivo para tener una idea de la fluidez de un concreto, es el revenimiento de la mezcla. El uso de ceniza volante ha influido en dicha propiedad, en mezclas donde se us ceniza volante para sustituir en un 30 % el volumen de cemento portland con relacin agua/cemento de 0.6 y la relacin agregado/cemento de 6.15, se obtuvo un aumento de revenimiento de aproximadamente 6cm.

5.9. Inclusin de aire en el concreto fresco

Ninguna dificultad ha sido encontrada para la inclusin de aire en concretos dosificados con grandes volmenes de cenizas volantes, aunque la dosis requerida es considerablemente mayor que la del concreto ordinario. Sin embargo, debera ser sealado que las cenizas volantes usadas en dichas pruebas, han sido relativamente bajas en contenido de carbn. (A. Jarrige, 1999)

5.10. Comportamiento al estado endurecido

5.10.1. Elevacin de temperaturas

Debido al bajo contenido del cemento, el incremento de temperaturas en concretos con ceniza volante, durante los primeros das puede ser colocado es muy bajo, en especial con grandes porcentajes de cenizas volantes.

5.11. Mdulo de elasticidad

El mdulo de elasticidad o mdulo de Young de los concretos con grandes cantidades de cenizas volantes hechos con agregados de piedra caliza generalmente exceden los 30 GPA y es as, un poco ms alto que los mdulos para concretos de cemento portland de resistencia comparable. El modulo ms alto es probablemente debido al gran porcentaje de agregados y tambin debido a las partculas de ceniza volante no hidratadas actuando como un material fino liberador en el concreto. (Concretos dosificados con cemento portland y ceniza volante, sin autor)

5.12. Permeabilidad

Para medir la permeabilidad al agua en concretos con ceniza volante fueron aplicadas por medio de un dispositivo de flujo uniaxial. Los mtodos de prueba consisten en medir el flujo uniaxial de agua a travs de cilindros de concreto con dimensiones de 125 mm de atura y dimetro de 150mm bajo una presin de 3.5MPa. Los especmenes de prueba fueron mantenidos en las celdas de permeabilidad por ms de 6 meses, y se encontr que no pas nada de agua a travs de los especmenes durante este periodo. (Revista Combustion, 1974)

5.13. Resistencia a la compresin

El concreto estructural es comnmente especificado por una resistencia mnima a los 28 das. Sin embargo, la resistencia a la compresin del concreto a edades tempranas es una importante consideracin durante la construccin y a edades ms tardas para comportamiento a largo plazo.Los concretos conteniendo ceniza volantes a los 28 das, presentan variaciones en cuanto al desarrollo de resistencia a la compresin dependiendo el tipo de ceniza y a la cantidad empleada

A 7 das la resistencia a la compresin del concreto sin cenizas volantes fue mayor que la del concreto con ceniza volante, sin importar el tipo o porcentaje de reemplazo, sin embargo, la resistencia a la compresin de los concretos con cenizas volantes a largo plazo excedieron a las resistencias presentadas pr concretos sin cenizas volantes para la mayora de los concretos ensayados a la resistencia a la compresin fue igual o mayor en concretos con cenizas volantes que las de concreto ordinario despus de 91 das. (A. Jarrige, 1999)5.14. Resistencia a la flexin

Uno de los principales objetivos en diseo de concretos para uso en autopistas es la resistencia a la flexin del concreto. En estudios realizados a mezclas de concreto con contenidos de ceniza volante que variaron en porcentajes de 0 a 35% usando cenizas de tipo C y F se obtuvo que el concreto con ceniza volante logro dar la resistencia mnima y mostro una mayor ganancia de resistencia entre 7 y 28 das que la del cemento sin ceniza volante. Sin embargo, la resistencia a la flexin mostrada a 7 das por los concretos con ceniza volante clase C o F indistintamente, fue ligeramente menor a la alcanzada por los concretos sin ceniza volante y con el mismo contenido de cementantes(Revista Combustion, 1974)

5.15. Resistencia La Congelamiento Y Al Deshielo

La resistencia al congelamiento y al deshielo es una propiedad necesaria para los concretos expuestos a ambientes invernales. El concreto que no es durable bajo condiciones de congelamiento y deshielo se expandir y fallara, volvindose inservible.

Los elementos ms importantes para que el concreto sea ms resistente al congelamiento y al deshielo son un adecuado sistema inclusor de aire y ala resistencia. La ceniza volante afecta el sistema de aire en el concreto en la que la mezcla inclusora de aire sea de base orgnica ya puede ser absorbida por las partculas de carbn en la ceniza volante. Puede ser necesario un incremento en la dosificacin de un aditivo inclusor de aire en concretos con ceniza volante para compensar la prdida del aditivo. (A. Jarrige, 1999)

5.16. Resistencia A La Abrasin.

Los concretos para pavimentos y pisos industriales sujeto a trfico pesado pueden ser daados severamente por agrietamientos y expansiones asociados por la pobre resistencia la abrasin.

En pruebas de resistencia a la abrasin de concretos con ceniza volante, y concretos ordinarios sin cenizas volantes se midi la profundidad causada por el uso de una rueda rotatoria. Los concretos conteniendo cenizas clase C exhibieron una resistencia superior a la abrasin a los concretos con ceniza volante clase F y a los concretos sin cenizas volantes, que tuvieron resistencias similares. (A. Jarrige, 1999)

6. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

El FLY ASH (Ceniza Volante) puede ser de color crema o gris, dependiendo del tipo de carbn que la gener.

Concluimos que cenizas volantes son ms fciles de trabajar y manipular ya que puede ser mezclado en proporciones que favorecen a una mejor terminacin en verano y no afectan el acabado en invierno.

Determinamos que el FLY ASH afectan las caractersticas de los diseos de mezcla.

La resistencia del concreto con cenizas volantes es mayor, que el concreto sin cenizas, pero a largo plazo

7. BIBLIOGRAFIA Neville, A. M. (1999). Tecnologa Del Concreto (1a. Ed.). Mxico: Instituto Mexicano Del Cemento Y Del Concreto. A. Jarrige (1971): "Las Cenizas Volantes: Propiedades, Aplicaciones Industriales". Eyrolles, Pars. R. Miller Y R. Collins (1976): "Materiales De Desecho Como Potencial Reemplazo Para Agregados Ligeros". Nchrp Report N. 166, Transportation Research Board, Washington D.C. Revista Combustion, Octubre 1974: "Nuevo Enfoque Para La Ceniza Volante". A. M. Neville (1977): "Tecnologa Del Concreto". Imcc, Mxico. M. Venuat Y M. Papadakis (1968): "Fabricacin, Caractersticas Y Aplicaciones De Los Diversos Tipos De Cementos". Editores Tcnicos Asociados, S. A., Barcelona.

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