CURSO DE INTRODUCCIÓN A LA ARQUITECTURA SOSTENIBLE.

Ejercicio módulo 3

Estudio del ciclo de vida.

Material para el estudio:

Cemento puzolánico

Por David Pérez

1. INTRODUCCIÓN

El cemento puzolánico es un aglomerante hidráulico, mezcla de un material conocido como puzolana y el Hidrato de

Cal, finamente molidos. Este aglomerante alcanza baja resistencia mecánica, y su fraguado es algo más lento que el

del cemento Portland. Por esta razón, puede ser considerado como un cemento para aplicaciones de albañilería.

Los aglomerantes cal-puzolana tienen su origen reconocido en las construcciones hechas por los romanos.

El código ASTM (1992), en la definición 618-78, define: "las puzolanas son materiales silíceos o alumino-silíceos

quienes por sí solos poseen poco o ningún valor cementante, pero cuando se han dividido finamente y están en

presencia de agua reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente para formar

compuestos con propiedades cementantes"

Propiedades del cemento puzolánico

Cuando se usa de forma independiente

• La resistencia a compresión en morteros debe de ser superior a los 2 MPa (20 kg/cm2) a los 7 días, y 4 MPa

(40 kg/cm2) a los 28 días.

• El tiempo de fraguado (inicial y final) debe de estar entre las 2 y 24 horas.

• Las mezclas fabricadas reportan tener excelente laborabilidad, adhesión y retención de agua.

• Se pueden emplear aditivos químicos para acelerar el fraguado del cemento. Los más populares son el

cemento Portland, el yeso y el sulfato de sodio.

Cuando se emplea en combinación con el cemento Portland

• Cuando sustituye hasta un 30% del cemento Portland en morteros u hormigones, no debe afectar la

resistencia a compresión a los 60 días.

• Los hormigones son reportados como más impermeables.

• El calor de hidratación es reducido, al igual que la retracción y la expansión térmica.

• Se reportan incrementos en la resistencia a la acción de agentes químicos.

• Se disminuye la probabilidad de ocurrencia de reacción álcali-agregado.

• Se incrementa la laborabilidad de las mezclas.

Aplicaciones.

• Morteros de albañilería (colocación de ladrillos/bloques, etc.)

• Estabilización de suelo en bloques prensados de suelo estabilizado.

• Fabricación de prefabricados ligeros de hormigón (bloques, adoquines, etc.).

• Fundición de hormigón masivo de baja resistenci

Economía.

Depende sobre todo de los precios locales de la cal, y la disponibilidad de materias primas adecuadas, el precio de

venta se puede estimar en el orden de un 60-80% del precio local del cemento Portland.

2. ENTRADAS

1. Hidróxido de calcio

Roca caliza que se ha transformando químicamente, dando lugar a los diferentes tipos de cal.

La roca caliza se extrae de la cantera y se cuece a unos 900ºC. En este paso se obtiene la CAL VIVA, generalmente en

forma de terrones.

La cal viva (CaO) se sumerge en agua y se obtiene la cal apagada. Se puede obtener cal apagada en pasta o cal

apagada en polvo, dependiendo de la cantidad de agua empleada. En ambos casos, la fórmula química del producto

final es siempre la misma, HIDRÓXIDO CÁLCICO o Ca(OH)2.

2. Punzolanas

Tipos de punzolanas:

• Naturales

Rocas volcánicas, en las que el constituyente amorfo es vidrio producido por enfriamiento brusco de la lava. Por

ejemplo las cenizas volcánicas, las pómez, las tobas, la escoria y obsidiana.

Rocas o suelos en las que el constituyente silíceo contiene ópalo, ya sea por la precipitación de la sílice de una

solución o de los residuos de organismos de lo cual son ejemplos las tierras de diatomeas, o las arcillas

calcinadas por vía natural a partir de calor o de un flujo de lava.

• Artificiales

Cenizas volantes: Las cenizas que se producen en la combustión de carbón mineral (lignito) fundamentalmente

en las plantas térmicas de generación de electricidad.

Arcillas activadas o calcinadas artificialmente: Por ejemplo residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros

tipos de arcilla que hayan estado sometidas a temperaturas superiores a los 800 ºC.

Escorias de fundición: Principalmente de la fundición de aleaciones ferrosas en altos hornos. Estas escorias

deben ser violentamente enfriadas para lograr que adquieran una estructura amorfa.

Las cenizas de residuos agrícolas: La ceniza de cascarilla de arroz y las cenizas del bagazo y la paja de la caña de

azúcar. Cuando son quemados convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina, cuya

estructura depende de la temperatura de combustión.

3. SALIDAS

• Minas cantera producidas por la extracción de la caliza para fabricación del hidróxido de calcio, y en el caso

de utilizar puzolanas naturales.

• C02, procedente sobre todo de la combustión necesaria para el calentamiento de la caliza y su conversión en

Oxido cálcico (cal viva), y en menor medida tras su mezcla con H2O para su convertirse en Hidróxido cálcico

(cal muerta) también del trasporte del producto hasta obra.

• Consumo de Agua, para la trasformación del Oxido cálcico, en Hidróxido calcio (cal muerta) estimada en 1.5l

por kilo de Oxido cálcico, también para la elaboración de la pasta en obra. 0.25l.

• Celulosa papel, para el envaso en sacos.

4. IMPACTO AMBIENTAL

El impacto ambiental es mucho menos agresivo que en el caso del cemento porland, sobre todo si se utilizan

puzolánicos artificiales, los daños en el suelo por minería se reducen a una cuarta parte, absorbiendo a demás

el problema de vertido contamínate de los puzolánicos artificiales.

La cantidad de CO2 aportada por calentamiento para trasformación química, se reduce un 80% dado que es

menor la cantidad de material que precisa de dicho calentamiento, y además a una temperatura muy inferior;

mientras para el Porland se necesitas unos 1.200 grados, para la el Oxido de calcio, no se precisan 900 grados.

Uno factor que podríamos denominar negativo sería el consumo de agua, en el proceso de transformación de

óxido a Hidróxido.

Con relación al transporte, y el envasado, este variará en función de la distancia a la obra, pudiendo ser menor

en este caso, dado que las condiciones para su fabricación son mucho menos exigentes.

5. MEJORAS Y PROPUESTAS

No son muchas las mejoras que me atrevo a proponer, se necesitaría hacer un estudio mucho más profundo,

pero puedo puntualizar algunas cosas:

• Lógicamente, la utilización de puzolanas artificiales,

• Utilización de aguas no potables, recicladas…

• Construcción de plantas trasportables o desmontables, para el machaqueo de las puzolánicas, y su

mezcla con la hidróxido de calcio a pie de grandes obras.

• Y sobre todo; la utilización de NHL, o más conocida como Cal Hidráulica. La cal hidráulica proviene de

aquella piedra que nunca se aprovechó para hacer cal, por el porcentaje de “impurezas naturales” que

tenía junto con el carbonato cálcico, alrededor de un 20-25 % de aluminatos, arcillas, silicatos, etc. Si es

verdad, que debido a esas “impurezas”, sólo una temperatura más elevada puede convertir en cal esa

piedra, pero aún así el aporte de CO2 sigue siendo mucho menor que el de el cemento Porland.

Reduciéndose en gran medida el esfuerzo de extracción, y el impacto de cantera.

David Pérez López

Bibliografía.

http://digital.csic.es/bitstream/10261/39903/1/0001.pdf

http://www.redverde.es/blogs/post/que_diferencia_hay_entre_una_cal_aerea_y_una_cal_hidraulica/18

http://es.slideshare.net/lexa9/ts-taller-ecomateriales

http://ecosur.org/index.php/ecomateriales/cemento-puzol%C3%A1nico

http://www.ecosur.org/index.php/preguntas-frecuentes

http://www.redverde.es/blogs/post/que_diferencia_hay_entre_una_cal_aerea_y_una_cal_hidraulica/18