ladrillo de ceniza volante

El ladrillo de ceniza volante ( FAB ) es un material de construcción , específicamente unidades de mampostería , que contiene ceniza volante de clase C o clase F y agua. Comprimidos a 28 MPa (280 atm; 4100 psi) y curados durante 24 horas en un baño de vapor a 66 °C (151 °F) , y posteriormente reforzados con un agente incorporador de aire , los ladrillos pueden soportar más de 100 ciclos de congelación y descongelación . Debido a la alta concentración de óxido de calcio en la ceniza volante de clase C , el ladrillo se describe como "autocementante". El método de fabricación ahorra energía, reduce la contaminación por mercurio en el medio ambiente y, a menudo, cuesta un 20 % menos que la fabricación tradicional de ladrillos de arcilla.     

Los ladrillos de ceniza volante se consideran un material de construcción clave con bajas emisiones de carbono en la India. Se fabrican a partir de ceniza volante, arena, cal, yeso y agua, sin cocción en horno, mediante procesos de curado o autoclave. Según la notificación del Ministerio de Medio Ambiente, Bosques y Cambio Climático (MoEFCC) de 2016, todos los proyectos de construcción ubicados a menos de 300 kilómetros de una central termoeléctrica de carbón o lignito deben utilizar productos a base de ceniza volante en una proporción determinada. Esta normativa tiene como objetivo reducir el consumo de tierra vegetal procedente de los hornos de ladrillos de arcilla convencionales y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. ^{[ 1 ]}

Cada ladrillo de ceniza volante evita aproximadamente entre 0,2 y 0,25 kg (0,44 y 0,55 lb) de emisiones de dióxido de carbono en comparación con un ladrillo de arcilla cocida, principalmente porque elimina la cocción en horno de carbón y reutiliza los residuos industriales . Un edificio residencial típico de varias plantas ^{de entre} 7000 y 8000 pies² (650 y 740 m² ^{) que utilice 250 000 ladrillos} de ceniza volante puede ahorrar entre 50 y 60 t (55 y 66 toneladas cortas; 49 y 59 toneladas largas) de CO₂ y evitar la extracción de más de 1000 m³ (35 000 pies³ ⁾ de suelo fértil. El material también proporciona un ahorro del 40 al 50 por ciento en el uso de mortero debido a la precisión dimensional y las superficies más lisas. ^{[ 2 ]}       

La adopción en India ha ido en aumento, pero sigue siendo desigual. Los hornos de ladrillos a pequeña escala y las cadenas de suministro informales aún predominan, y la variación en la calidad entre los fabricantes afecta la confianza de los constructores. La aplicación de las normas sobre el uso de cenizas volantes y la falta de concienciación entre arquitectos y contratistas se citan como barreras clave para la adopción universal. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Históricamente, el polvo de carbón se ha recogido como residuo de hogares e industrias. ^{[ 6 ]} Durante el siglo XIX, los recolectores de cenizas de carbón las llevaban a las fábricas de ladrillos locales, donde se mezclaban con arcilla. Los ingresos de la venta de cenizas solían sufragar los gastos de recogida de residuos. ^{[ 7 ]}

La arcilla suele quedar atrapada durante la formación del carbón. Al quemarse el carbón, las partículas de arcilla incombustibles se convierten en ceniza. En las calderas de parrilla, la ceniza incombustible se aglomera formando escorias tras un tiempo de residencia prolongado. Actualmente, se prefiere la tecnología de carbón pulverizado debido a su mayor eficiencia energética. En este caso, la arcilla molida se escapa con los gases de combustión y se deposita como ceniza en filtros de mangas o precipitadores electrostáticos (ESP). De ahí proviene el nombre de «ceniza volante». ^{[ 8 ]}

Una posible mezcla de materiales para la producción de ladrillos de ceniza volante es la siguiente:

La resistencia de los ladrillos de ceniza volante fabricados con las composiciones mencionadas oscila entre 7,5 y 10 MPa (1090 y 1450 psi) . Los ladrillos de ceniza volante son más ligeros y resistentes que los ladrillos de arcilla.  

Los ingredientes principales incluyen cenizas volantes, agua, cal viva o lodo de cal, cemento, polvo de aluminio y yeso. El autoclave aumenta la dureza del bloque al promover un curado rápido del cemento. El yeso actúa como un potenciador de resistencia a largo plazo. La reacción química debida a la pasta de aluminio proporciona al AAC su distintiva estructura porosa, ligereza y propiedades aislantes. Las propiedades mencionadas lo distinguen de otros materiales de hormigón ligero. El producto final es un bloque más ligero, con menos del 40 % del peso de los ladrillos convencionales, a la vez que proporciona resistencias similares. La densidad relativa se mantiene alrededor de 0,6 a 0,65 . El uso de estos bloques en edificios reduce la carga muerta, lo que permite ahorrar entre un 30 y un 35 % de acero estructural y hormigón.

Los procesos comerciales se dividen en dos categorías: la ruta de la cal y la ruta del cemento (OPC), donde este último se utiliza como fuente de cal. En la ruta de la cal, la composición es ceniza volante (50%), cal apagada (30%) y yeso anhidro (20%), a la que se puede añadir de 3 a 4 veces más polvo de piedra, arena o cualquier material de relleno inerte. En la ruta del cemento, la composición es ceniza volante (76%), OPC (20%) y anhidrita (4%), a la que se puede añadir de 3 a 4 veces más material de relleno.

Las siguientes propiedades de las cenizas volantes afectan la resistencia y el aspecto de los ladrillos de cenizas volantes.

1. Pérdida por ignición (LOI): las cenizas volantes pierden peso al quemarse a unos 1000 °C (1830 °F) debido a la presencia de carbono y agua. La pérdida por ignición es el porcentaje de peso perdido debido a la combustión del carbono y la evaporación de la humedad. Cuanto menor sea la pérdida por ignición, más duraderos serán los ladrillos de cenizas volantes. Según la norma BIS, no debe superar el 5 %. ^{[ 9 ] [ 10 ]}  
2. Finura : la ceniza volante fina tiene mayor superficie disponible para reaccionar con la cal. Esto aumenta la actividad puzolánica , lo que contribuye a la resistencia de los ladrillos de ceniza volante. Según BIS, no debe ser superior a ³²⁰ m² / kg (1600 pies² /lb) . ^{[ 9 ] [ 10 ]}   
3. Contenido de calcio (CaO): la reactividad puzolánica de las cenizas volantes es mayor en las cenizas volantes con alto contenido de calcio. Una mayor actividad puzolánica se traduce en una mayor resistencia del ladrillo de cenizas volantes. Según la norma ASTM C618, las cenizas volantes se clasifican en dos tipos: la Clase C contiene más del 10 % de cal y la Clase F contiene menos del 10 % de cal.

Según el funcionamiento de la caldera, las cenizas volantes se pueden clasificar adicionalmente como de baja temperatura (BT) y de alta temperatura (AT). Las cenizas volantes BT, que contienen fases amorfas, se generan cuando la temperatura de la caldera no supera los 800 °C (1470 °F) , mientras que las cenizas volantes AT, que contienen fases reactivas vítreas, se generan a más de 1000 °C (1830 °F) en centrales térmicas de alta temperatura. Las cenizas volantes BT reaccionan bien con la cal, mientras que las cenizas volantes AT reaccionan bien con el cemento Portland ordinario (CPO). ^{[ 11 ]}    

1. Los ladrillos de ceniza volante reducen la carga muerta en las estructuras debido a su peso ligero ( 2,6 kg (5,7 lb) , dimensiones: 230 mm × 110 mm × 70 mm (9,1 pulg. × 4,3 pulg. × 2,8 pulg.) ).            
2. La misma cantidad de ladrillos cubrirá una superficie mayor que los ladrillos de arcilla.
3. Las cenizas volantes proporcionan una alta resistencia al fuego.
4. Gracias a su gran resistencia, se producen muy pocas roturas durante el transporte y el uso.
5. Debido a su tamaño uniforme, la cantidad de mortero necesaria para juntas y enlucido se reduce casi en un 50% .
6. Debido a su menor penetración de agua, la filtración a través de estos ladrillos se reduce considerablemente.
7. El yeso se puede aplicar directamente sobre estos ladrillos sin necesidad de una capa base de revoco de cal .
8. Estos ladrillos no necesitan remojarse en agua durante 24 horas. Basta con rociarlos con agua antes de usarlos .

1. Dependiendo de la composición de la mezcla, la resistencia mecánica puede ser baja. Esto se puede corregir parcialmente añadiendo restos de mármol o mortero entre los bloques.
2. Los tamaños grandes pueden presentar más roturas dependiendo de la mezcla de materiales.
3. Estos ladrillos tienen una alta conductividad térmica . Se requiere aislamiento adicional en regiones frías.