25 % y 30 %. En las tablas 11 y 12 se encuentran las propiedades químicas y físicas de las muestras de ceniza volante de Termopaipa. En la tabla 10 se evidencia el análisis químico; basándose en la norma NTC 3493 (ASTM C618), la suma de los tres elementos predominantes (Dióxido de silicio (SiO2), óxido de
aluminio (Al2O3) y óxido de hierro (Fe2O3)), clasifican a la ceniza como del tipo F
con 92,34 % de contenido de óxidos principales en muestra 1 y con 93, 71 % para muestra 2. Resultados de inquemados suministrados: en la muestra 1 de 9,18% y
[66] INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Ingeniería Civil y Arquitectura, Cenizas volantes y puzolanas naturales, calcinadas o crudas, utilizadas como aditivos minerales en el concreto de cemento Pórtland. NTC 3493. Bogotá, 2014.
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en la muestra 2, 14,25%; concluyendo que las cenizas no cumplen con el requisito de contenidos de inquemados exigido por la norma NTC 3493. Por medio de análisis petrográfico comprobó que los inquemados no reaccionan químicamente con la pasta de cemento, generando una mala adherencia en la mezcla. Las cenizas de Termopaipa presentan una alta finura Blaine; recomendaciones en investigaciones internacionales y nacionales establecen la finura Blaine para su uso, entre 2,5 y 4,5 cm2/gr o superior a 3,0 cm2/gr. La densidad de cenizas se encuentra entre 2,2 y 2,8 gr/cm3; las muestras analizadas no cumplen con la especificación recomendada. Concluyó, que a medida que se aumentaba el porcentaje de ceniza como adición en la mezcla, se incrementaba la presencia de inquemados, reduciendo la resistencia mecánica de los cilindros de concreto.
Tabla 11. Análisis químico de cenizas volantes de Termopaipa.
COMPOSICIÓN QUÍMICA MUESTRA 1 % MUESTRA 2 %
Dióxido de silicio (SiO2) 62,9 65,68
Trióxido de aluminio (Al2O3) 23,89 22,10
Óxido de hierro (Fe2O3) 5,55 5,93
Óxido de calcio (CaO) 0,84 0,77
Óxido magnésico (MgO) 0,56 0,50
Óxido de sodio (Na2O) 0,45 0,52
Óxido de potasio (K2O) 1,49 1,60
Óxido de titanio (TiO2) 1,21 1,31
Trióxido de azufre (SO3) 0,13 0,06
Pérdida por calcinación a 750°C
0,18 0,18
Fuente: Petrografía de concretos hidráulicos con adición de cenizas volantes de Termopaipa. Valbuena (2006).
Tabla 12. Propiedades físicas de cenizas volantes de Termopaipa
CARACTERISTICAS CENIZA TERMOPAIPA(VALBUENA)
% retenido No 325 - 13,50
Actividad puzolánica 70,3 -
Finura Blaine (cm2/g) 3,100 3,805
Densidad (g/cm3) 2,135 2,120
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La composición química y propiedades físicas se analizaron en el Servicio Geológico Colombiano, en dos muestras de cenizas volantes para las pruebas del proyecto “Petrografía de concretos hidráulicos con adición de cenizas volantes de Termopaipa”. Las propiedades fisicoquímicas de las cenizas se determinaron por la norma NTC 3493 (ASTM C618).
De los análisis de resultados y conclusiones recopilados por Clavijo y Osorio [68]; encontraron:
Las propiedades se ajustaron a la norma, excepto el índice de actividad puzolánica de la ceniza respecto al cemento; es de 70,3 %, siendo inferior al especificado en la norma NTC 3493 (ASTM C618) cuyo valor mínimo es de 75 %.
En concretos con reemplazo del 15 % y 25 % de ceniza diseñados para 21 Mpa y 28 Mpa, presentaron valores de resistencia menores que la mezcla sin ceniza, a edades tempranas; pero a edades entre 60 y 90 días obtuvieron resistencias de diseño. De acuerdo a los ensayos de concreto normal y concreto con cenizas, al comparar los resultados, el remplazo óptimo de ceniza volante por cemento se encontró en el rango de 15 % a 25 %.
En las dosificaciones con mayores contenidos de cenizas, se generó una reducción en la resistencia a la compresión de las muestras de concreto endurecido.
Los concretos con elevados porcentajes de ceniza, como los de 35 %, pueden ser empleados en obras que no requieran mayores resistencias, como andenes, adoquines, morteros, etc.
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Los cilindros de la investigación no fueron realizados con una sola mezcla, pudiendo presentar variaciones en los resultados obtenidos, aunque trataron de realizar mezclas con las mismas características para todos los ensayos.
En la investigación desarrollada por Fonseca [69], se realizaron 4 mezclas de concreto con reemplazos de cemento por ceniza de Termopaipa a 10, 20, 30 y 40 %; para cada mezcla se fabricaron 30 especímenes. Se preparó mezcla sin ceniza para usarla como referencia. Se ensayaron a compresión a edades de 7, 28, 56 y 100 días. Se encontró que los concretos con adición de ceniza presentaron una resistencia más baja en comparación al concreto sin adición. El concreto con 30 % de adición presentó mayor resistencia, en todas las edades. Se presentaron mejoras significativas a la resistencia a la compresión a edades mayores de 56 días, debido a la lenta reacción puzolánica; sin embargo, la diferencia de resistencia a los 28 días se encontró en el rango de ± 10 % de la alcanzada del concreto normal.
Gil y Plazas [70] formularon una propuesta para la utilización de cenizas volantes de Termopaipa y Termozipa, como adición en la fabricación de cemento para reemplazar la puzolana, utilizando el proceso de producción de la cementera HOLCIM COLOMBIA S.A. De acuerdo con pruebas efectuadas en plantas del grupo, es factible la utilización de las cenizas volantes en la fabricación de cemento; sin embargo, se debe controlar la composición química para que no varíen las condiciones químicas ni físicas del desempeño del cemento. A edades cortas, el cemento con adición de cenizas volantes presenta un desarrollo de resistencia muy lenta, pero las resistencias finales son mayores por la rápida hidratación.
[69] FONSECA, Luis. Efecto de Diferentes Reemplazos de Cemento por Ceniza Volante de Termopaipa sobre Resistencia a Compresión del Concreto. Bogotá. 2004. Tesis de Grado. Facultad de Ingeniería Civil. Universidad Nacional de Colombia.
[70] GIL, Claudia; PLAZAS, Ricardo. Propuesta para la utilización de cenizas volantes como adición en la fabricación de cemento tipo I en la Planta cementera de HOLCIM COLOMBIA S.A. Chia. 2007. p34.Especialización en Gerencia de Producción y Operaciones. Universidad de la Sabana.
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La ceniza volante de Termopaipa puede ser usa para reemplazar el llénate mineral de mezclas asfálticas. Camacho, Reyes y Troncoso [71], realizaron diferentes ensayos con porcentajes de reemplazo de llenante mineral por ceniza volante entre 15 % a 100 %. Los resultados determinaron un incremento de resistencia y mejor comportamiento para reemplazos del 20 y 25 %.
3.2.2 Termozipa. Vargas, Obregón y Junco [72], realizaron los ensayos en los