Filler calizo

El HAC presenta unas resistencias iniciales y finales muy importantes gracias a la compacidad que proporciona el filler en especial si es muy fino y es calizo, así como la optimización de todos los componentes del mismo. Esta compacidad no sólo mejora las características resistentes sino que influye positivamente en la durabilidad del hormigón.
El HAC presenta unas resistencias iniciales y finales muy importantes gracias a la compacidad que proporciona el filler en especial si es muy fino y es calizo, así como la optimización de todos los componentes del mismo. Esta compacidad no sólo mejora las características resistentes sino que influye positivamente en la durabilidad del hormigón.
Una de las reacciones poco estudiada y que se debe considerar en su contribución al aumento de resistencias mecánicas es la de epitaxia, que se forma cuando en su reacción de hidratación, el cemento cristaliza sobre dicho filler con el consiguiente aumento de las resistencias mecánicas. Este hecho contribuye a explicar porqué el cambio de filler silíceo a filler calizo de igual granulometría en ensayos realizados sobre un mortero nos provocaba un aumento de resistencias a flexión del 15%.
El objetivo de este trabajo es remarcar todos los efectos que contribuyen al aumento de resistencias mecánicas en el hormigón autocompactante; la influencia del filler, cenizas volantes y el metacaolín, las reacciones de epitaxia y como la presencia de aditivos puede influir en el mecanismo de la reacción de cristalización para el diseño de los componentes del hormigón y optimización de las resistencias mecánicas en función de la aplicación, así como mejora de la durabilidad del hormigón.
FILLER EN EL HORMIGON AUTOCOMPACTO
Para que un hormigón fluya adecuadamente como autocompacto, la cantidad adecuada de finos menos de 100 micras debe ser de unos 550-600 Kg/m3. Esa cantidad tan alta produce una elevada compacidad, dicha compacidad nos producirá altas resistencias a todas las edades.

Los finos necesarios para fabricar hormigones autocompactos, podrían ser de diferentes naturalezas (arenas calizas, cemento, cenizas volantes, filler calizo, metacaolín, humo de sílice, etc.)

De los diferentes materiales posibles el filler calizo, sería en una relación coste/efectividad el más adecuado para la fabricación industrial de los hormigones autocompactantes. Dicho filler nos demanda agua y si no dispusiéramos de potentes superfluidificantes estos hormigones tendrían resistencias muy bajas al ser muy altas las relaciones A/C. Por esa razón, su aparición coincide con la aparición de los policarboxilatos.

La enorme fluidez que nos producen los nuevos aditivos garantizan que todas las partículas del cemento se hidraten desde el primer momento, produciendo elevadas resistencias iniciales desde el principio.

Tenemos, pues, un hormigón de alta compacidad, muy fluido, lo que nos asegura la total hidratación desde un principio de los granos de cemento y con una relación A/C sensiblemente baja. filler calizo

Pero aun hay más factores que justifican las rápidas y elevadas resistencias que podremos obtener con el empleo del filler calizo. El empleo de filler calizo nos ayuda de tres formas:
Reacciona con los aluminatos produciendo cristales de carboaluminato, que contribuyen al fraguado.

El filler calizo no es carbonato cálcico puro al 100%. Contiene impurezas, permitidas hasta un límite del 5%. Estas impurezas son generalmente carbonatos magnésicos, sódicos y potásicos, aparte de SiO2. Los alcalinos son solubles y al ser sales que proceden de ácido débil y base fuerte tienen una hidrólisis alcalina (de los cuatro fillers comerciales analizados, todos presentan pH elevado). Ello produce una elevación de la alcalinidad del medio y ayuda a la solubilización de los aluminatos, lo que nos aumentarán las resistencias iniciales.

Cuanto más fino sea el filler y mayor la superficie específica presente, mejor se disolverán los carbonatos alcalinos.

Otro fenómeno que produce la elevación considerable de las resistencias cuando empleamos filler calizo es la epitaxia.
La epitaxia es la cristalización de un mineral sobre otro que tiene estructura análoga. El primero actúa como núcleo de cristalización. Un ejemplo conocido es la cristalización de cristales de hielo sobre núcleos de yoduro potásico para la obtención de lluvia artificial.

El hidróxido cálcico (que se forma en la hidrólisis del óxido cálcico que contiene el cemento y también en la hidratación de los silicatos anhidros que producen silicatos hidratados e hidróxido cálcico) cristaliza sobre el carbonato cálcico que tiene una red análoga produciendo una continuidad cristalográfica entre árido y cemento , con lo que entre carboaluminatos, carbonatos alcalinos y epitaxia se justifica que en ensayos realizados, un mortero con filler calizo tenía una resistencia a flexotracción de un 15% más que uno realizado con filler silicio en similares condiciones.

En realidad, se origina una capa de Portlandita perpendicular a la interfase, sobre el árido. Pero también hay gel fibroso de silicato hidratado, también perpendicular a la superficie y que se deposita en segundo lugar. A estas dos capas se les denomina Doble Capa. A continuación se van depositando más capas de hidróxido cálcico, paralelas ,y otras largas, tubulares y perpendiculares que van extendiéndose hacia la pasta. En el caso de árido calizo esta cal cristaliza como lo hace la caliza , produciendo una epitaxia que es una unión cristalográfica que aumenta las resistencias.

Estudios citados en la bibliografía del presente artículo, demuestran que con la utilización de filler calizo, se aumenta el grado de hidratación de la pasta de cemento y se modifica la relación C/S de los compuestos CSH. Cuando se utiliza una elevada cantidad de material calcáreo, el hidróxido cálcico cristaliza en cristales largos que se concentran en algunas zonas formando un puente entre los granos de material calcáreo logrando una estructura compacta.

Tambien el empleo de humo de sílice y del metacaolín nos produce una magnífica ayuda para la obtención de HAC de mayores resistencias. Su pequeño tamaño (si el cemento 52,5 tiene un promedio de finura de unas 20 micras, el metacaolín lo tiene de 1,5 y el humo de sílice de 0,1). Se han formulado HAC para la construcción de 8.000 m2 de paneles de fachada en el Fórum de Barcelona con unas magníficas resistencias ya que el metacaolín , que se produce en el proceso de calentamiento de la caolinita 2SiO2.Al2O3.2H2O a unos 7500 C, reacciona con la Portlandita produciendo los correspondientes silicatos hidratados.

El HAC formulado con Humo de Sílice y pigmento negro, sin nada de filler, nos produjo altas resistencias en unos paneles de fachada texturizados de color gris. El pigmento tiene un tamaño análogo al del humo, una décima de micra, por lo que el hormigón fluía con mucha facilidad. Con estas adiciones de tanta superficie específica, es importante mantener baja la relación A/C para obtener las grandes resistencias deseadas.

Análogamente podremos fabricar HAC con cenizas volantes, que también nos darán una estupenda reología y un aumento de resistencias. El inconveniente es que como haya segregación suben a la superficie afeando la parte superior ya que se muestran como manchas negras irregulares.

Todo consumo de Ca(OH)2 por parte de adiciones que produzcan nuevos silicatos cálcicos , desplazará el equilibrio de la reacción a la derecha produciendo antes silicatos hidratados del Portland y proporcionando un aumento de resistencias.

Es el caso contrario a añadir un álcali al cemento, que nos solubiliza los aluminatos y acelera el fraguado, pero nos invierte la reacción desplazándola a la izquierda tendiendo a producir menos silicatos hidratados y rebajando las resistencias finales Como ya hemos dicho con anterioridad los aditivos son otra parte fundamental en la fabricación de hormigones autocompactos.
CONCLUSIÓN
Se pueden diseñar las propiedades de morteros u hormigones autocompactos mediante mezcla y elección optimizada de diferentes ligantes y aditivos específicos según la aplicación requerida.

Las distintas reacciones de hidratación del cemento según el tipo de filler presente en el hormigón tienen una influencia fundamental en el desarrollo de resistencias mecánicas. Así, el filler calizo, suma a los efectos derivados de su finura, su actuación como núcleo para el depósito de los productos de hidratación del cemento, influyendo en un aumento significativo de resistencias mecánicas.

Con el desarrollo de nuevos aditivos y adiciones de última generación, se abre un Nuevo mundo de posibilidades para el hormigón en el que los distintos factores que controlan la reacción de hidratación pueden modificarse según el caso.

Muchas de las particularidades de los materiales basados en hormigón, especialmente las relacionadas con la durabilidad de los materiales, tienen que ver con la estructura capilar del mismo. La minimización del volumen total de poros y su conectividad en la matriz de cemento puede conseguirse y diseñarse mediante el uso de aditivos de distintos tipos y por lo tanto su uso es esencial para asegurar la continua mejora de los materiales cementosos.

Esto permite la creación de nuevos hormigones en los que las diferentes propiedades se pueden diseñar de acuerdo a la aplicación requerida. Estos hormigones se realizan mediante utilización de nuevos polímeros especiales combinándose con otras tecnologías disponibles, como adiciones minerales y tecnologías tradicionales con gran durabilidad.

Como la demanda de hormigones de alta calidad seguirá al alza, la necesidad de nuevos tipos de aditivos seguirá creciendo y la investigación de nuevas tecnologías y el conocimiento de los mecanismos de actuación de las actuales deberá continuar.

* Articulo de www.concretonline.com