Las puzolanas son materiales a base de silicato que reaccionan con (consumen) el hidróxido de calcio generado por el cemento hidratante para formar materiales cementantes adicionales.

¿Por qué es bueno consumir hidróxido de calcio? El hidróxido de calcio (cal) representa hasta el 25% del cemento portland hidratado, y la cal no contribuye a la resistencia o durabilidad del concreto. Las puzolanas se combinan con la cal para producir hidrato de silicato de calcio adicional, el material responsable de mantener unido el hormigón. Al consumir el exceso de cal:

• La resistencia del hormigón aumenta
• Su densidad aumenta
• La eflorescencia disminuye
• La propensión a la reacción álcali-sílice (reacción con vidrio) disminuye, o incluso se elimina virtualmente

Normalmente se usan puzolanas como sustitutos del cemento en lugar de adiciones de cemento. Agregar puzolanas a una mezcla de concreto existente sin eliminar una cantidad equivalente de cemento aumenta el contenido de pasta y disminuye la relación agua/cemento. En otras palabras, agregar más puzolanas a una mezcla cambia las proporciones de la mezcla. Reemplazar parte del cemento con puzolanas preserva las proporciones de la mezcla. Puzolanas reemplazan libra de cemento por libra.

Dependiendo del tamaño de partícula, la composición química y la dosis, diferentes puzolanas afectarán la resistencia del concreto de manera diferente y en diferentes momentos durante el curado.

de Izquierda a derecha: Cenizas volantes de Clase C, Metacaolín, Humo de Sílice, Cenizas volantes de Clase F, Escoria, Esquisto Calcinado. De la Asociación de Cemento Portland

Las puzolanas típicas incluyen:

• metacaolín
• humo de sílice
• cenizas volantes
• escoria
• VCAS (alumino-silicato de calcio vitrificado)

De estos, el humo de sílice es el más reactivo, con el metacaolín cerca del humo de sílice en términos de reactividad. Las cenizas volantes son menos reactivas, especialmente durante los primeros días de curado, cuando se genera menos hidróxido de calcio.

Generalmente, cuanto más finas son las partículas de puzolana, más reactivas son. El humo de sílice es el más fino, con la mayoría de las partículas con un promedio de 0,3 µm (micras), un promedio de metacaolín de aproximadamente 4 µm, un promedio de cemento portland de aproximadamente 15 µm y cenizas volantes de aproximadamente 70 µm.

Muchas puzolanas son productos de desecho de procesos industriales. Las cenizas volantes provienen de centrales eléctricas de carbón, y el humo de sílice y la escoria provienen de algunas refinerías de acero. Como tal, el color, la calidad, la gradación y las propiedades pueden variar y no se controlan.

VCA y metacaolín son puzolanas fabricadas a propósito. La calidad, el color y otras características se pueden controlar, por lo que la consistencia del producto es mayor. También puede haber diferentes grados disponibles.

Recomiendo VCAS de Vitro Minerals porque es blanco, reciclado y mejora la trabajabilidad.

La mayoría de las puzolanas se usan individualmente, pero se pueden usar mezclas de dos o más puzolanas diferentes para aprovechar las características que ofrece cada puzolana. Ejemplos típicos son las mezclas de cenizas volantes y humo de sílice, donde las cenizas volantes aumentan la trabajabilidad y el empaque de partículas, y el humo de sílice ayuda con la resistencia temprana y el desarrollo de la resistencia total.