40270210

Ciencia UANL
Universidad Autónoma de Nuevo León
rciencia@mail.uanl.mx
ISSN (Versión impresa): 1405-9177
MÉXICO

2004
Pedro L. Valdez Tamez / Tushar K. Das Roy / Raymundo Rivera Villarreal
EVALUACIÓN DE LA VELOCIDAD DE HIDRATACIÓN EN SISTEMAS PUZOLANAS
NATURALES-PORTLANDITA
Ciencia UANL, abril-junio, año/vol. VII, número 002
Universidad Autónoma de Nuevo León
Monterrey, México
pp. 190-195EVALUACIÓN DE LA VELOCIDAD
DE HIDRATACIÓN EN SISTEMAS
PUZOLANAS NATURALES-PORTLANDITA
PEDRO L. VALDEZ TAMEZ*, TUSHAR K. DAS ROY *, RAYMUNDO RIVERA VILLARREAL**

L

a palabra puzolana se acuñó en Italia y se utilizó para describir las cenizas volcánicas de Pozzouli, una villa
cerca de Nápoles. Las cenizas provenían de las erupciones del Monte Vesubio.
Según la ASTM (American Society for Testing andMaterials), las puzolanas naturales son materiales
sílicos o sílico–aluminosos que por sí solos poseen
poco o nulo valor cementante, pero finamente divididos, y en presencia de humedad, reaccionan químicamente con la portlandita (hidróxido de calcio
{Ca(OH)2}) a temperatura ordinaria para formar
compuestos con propiedades cementantes.1 La utilización de las puzolanas en el concreto beneficia ladurabilidad en: aumento en la impermeabilidad;
aumenta la resistencia al ataque de sulfatos;2 aumenta la trabajabilidad; aumenta la resistencia mecánica a edades avanzadas; reduce la reacción álcali-agregado y, por lo tanto, todo esto redunda en
un beneficio económico al disminuir el consumo de
cemento portland para la misma resistencia mecánica, por lo mismo, ahorrando energía y produciendo menoresemisiones de CO2 a la atmósfera. Por
las razones anteriormente mencionadas, es de suma
importancia en nuestro tiempo estudiar estos materiales para contribuir a disminuir los consumos de
energía de la industria cementera y producir materiales sustentables.
Las puzolanas de origen natural son derivadas
de erupciones volcánicas, excepto las tierras diatomáceas, las cuales son formadas por silicatosamorfos hidratados, derivados de los esqueletos de
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microorganismos acuáticos. El material de las erupciones volcánicas, compuesto principalmente de
aluminosilicatos, es enfriado bruscamente, lo cual
resulta en la formación de materiales con estructura
desordenada o vítrea con minerales pobremente cristalinos. A la combinación de estructura pobremente
cristalina o vítrea que puede poseer alta áreasuperficial se le atribuye la reactividad de estos materiales.3
En la hidratación del cemento portland las principales fases mineralógicas producen C-S-H (silicatos
de calcio hidratados) y además portlandita a la solución, lo cual se estima entre un 20 y 30% en masa.4
La portlandita no aporta un beneficio a la acción
mecánica de la matriz cementante, sin embargo,
mantiene un ambiente alcalino(alto pH) necesario
para evitar la corrosión del acero de refuerzo promovida por la carbonatación del concreto. Si adicionamos puzolanas al cemento portland, en primera instancia, en la hidratación, el cemento portland
producirá portlandita, la cual reacciona con la puzolana para producir compuestos de C-S-H, similares a los producidos en la reacción del cemento
portland. Según Takemoto y Uchikawa,el mecanismo de reacción es una disolución controlada por
difusión.5 Los C-S-H son los responsables de la re-

* Programa Doctoral de Ingeniería de Materiales, Facultad de
Ingeniería Mecánica y Eléctrica, UANL.
** Departamento de Tecnología del Concreto, Facultad de Ingeniería Civil, UANL.
CIENCIA UANL / VOL. VII, No. 2, ABRIL-JUNIO 2004

PEDRO L. VALDEZ TAMEZ, TUSHAR K. DAS ROY , RAYMUNDO RIVERAVILLARREAL

sistencia mecánica de las pastas, con las cuales se
fabrican morteros o concretos.
Debido a que el sistema de hidratación “cemento portland–puzolana natural” es muy complejo, se
decidió aislar la reacción puzolánica utilizando hidróxido de calcio grado reactivo y puzolanas naturales.

Materiales y métodos de ensaye
Para las mezclas, la portlandita utilizada fue grado
reactivo...