Activación química de cementos de cenizas volantes

Hay muchas ventajas y desventajas en el uso de cenizas volantes, y los productores de cemento deben equilibrar estos beneficios y limitaciones. Las cenizas volantes ayudan a reducir las emisiones de CO₂ en la producción de cemento. Sin embargo, cuando se reduce la porción de clínker, el cemento tiende de manera típica a desarrollar una resistencia menor, especialmente a edades previas a los tres días. Como las cenizas volantes generalmente no comienzan a reaccionar hasta después de siete días, se requiere de la acción de un acelerador.

GCP Applied Technologies (anteriormente W. R. Grace) creó una serie de aditivos de cemento, OPTEVA® ESE®, que permiten la activación de la hidratación del cemento y las cenizas volantes, sin el uso de cloruro o tiocianato. Esto compensa parcialmente el efecto negativo de las cenizas volantes en la hidratación del cemento. Esta tecnología frecuentemente conduce a un rendimiento superior del concreto y a un mayor reemplazo del clínker en cementos mezclados al:

• Mejorar la disolución de las fases de aluminato para acelerar la hidratación de las fases de sulfoaluminato de calcio.
• Cambiar la cantidad y la morfología de la portlandita
• Cambiar la relación Ca/Si de C-S-H
• Acelerar la hidratación de las fases de cenizas volantes y escorias

Ejemplos reales

Los aditivos OPTEVA® ESE® se han utilizado durante más de una década para aumentar la producción de molinos, aumentar el uso de SCM y permitir el uso de materias primas de menor calidad, sin reducir el rendimiento del cemento

Estudio de Caso #1

Se aplicó con éxito un aditivo OPTEVA® ESE® en la producción de cemento de cenizas volantes, PO 42.5, en una planta en el este de China. En este caso, el aditivo OPTEVA® ESE® 100 a 250 g/t de cemento permitió a la planta aumentar la producción del molino en un 20% con una finura constante, y usar 5% más de cenizas volantes en el cemento, manteniendo las mismas resistencias a compresión y tiempos de fraguado.

Estudio de Caso #2

En una aplicación similar en el sur de China, el aditivo OPTEVA® ESE® 200 se dosificó a 300 g/t de cemento PO 42.5, este soportó un aumento del 5% de cenizas volantes en comparación con el cemento blanco, y un aumento de la producción del molino del 12%.

Estudio de Caso #3

Se implementó un aditivo OPTEVA® ESE® en una planta de mezcla europea donde se usó para producir dos tipos de cemento de cenizas volantes. El aditivo OPTEVA® ESE® 300 se usó a 1,000 g/t para producir CEM II / B-V 42.5N con un 27% de cenizas volantes y al mismo tiempo permitió que la planta cumpliera con los estrictos requisitos de resistencia en todas las edades. En comparación con el cemento blanco, las resistencias aumentaron de 11 a 13 MPa en un día, de 19 a 23 MPa en dos días y de 46 a 50 MPa en 28 días.

El mismo aditivo, a 1.500 g/t, también se utilizó para producir un CEM IV / B (V) 32.5R para aplicaciones especiales. En este caso, la activación del cemento de cenizas volantes permitió aumentar el contenido de cenizas volantes al 45%, al tiempo que cumplía con las especificaciones internas y externas sobre el tiempo de fraguado y las resistencias.

Estudio de Caso #4

El aditivo OPTEVA® ESE® 400 se implementó en una planta de cemento india que produce cemento PPC de acuerdo con el estándar IS, con 34% de cenizas volantes. En esta aplicación, el aditivo OPTEVA® ESE® fue capaz de proporcionar un aumento del rendimiento del molino del 12% con una finura constante. No se intentó reemplazar el clínker ya que el contenido de cenizas volantes ya estaba cerca del límite superior permitido por la norma.

Más significativamente, el aditivo OPTEVA® ESE® fue capaz de proporcionar suficiente activación química  del sistema de cenizas volantes de clinker de tal manera que fue posible usar diferentes grados de cenizas volantes y clinker en diferentes estados de prehidratación, especialmente durante la temporada del monzón. Esto permitió a la planta mantener una desviación significativamente reducida de las resistencias del cemento y aumentar el cumplimiento interno del 60 al 80-90%, por lo tanto, cumplió con los requisitos estándar internos y externos al tiempo que permitió el uso de cantidades variables de lotes de cenizas volantes de baja calidad y prehidratados. escoria de huella.

Beneficios del aditivo OPTEVA® ESE®

La activación química del aditivo OPTEVA® ESE® permite diferentes usos posibles del aditivo, tales como:

• Aumentar el porcentaje de cenizas volantes (reducir el porcentaje de clínker) sin sacrificar el rendimiento del cemento 
• Reducir el costo por MPa
• Aumentar de la resistencia del cemento para cumplir con las especificaciones.
• Producir cementos especiales para aplicaciones de nicho de alto valor.
• Mitigar los efectos de la calidad variable de las cenizas volantes y la actividad variable de los clínker en diferentes estados de prehidratación sobre el rendimiento del cemento