Hidratación y prestaciones mecánicas de cementos LC3 con arcillas caoliníticas calcinadas españolas

Abstract

La búsqueda de alternativas que reduzcan esas emisiones es prioritario. Dentro de esas estrategias se encuentra la sustitución parcial de cemento por material cementicio suplementario (SCM, de sus siglas en inglés, Supplementary Cementitious Materials), como es el caso de arcillas calcinadas. En este grupo, se encuentran los denominados cementos LC3, de sus siglas en inglés Limestone Calcined Clay Cement, cuyas emisiones CO2 se reducen hasta un 40% respecto del PC sin adiciones. Según la UNE-EN 197-5 (versión española, julio-2021) para cemento Portland compuesto CEM II/C-M, el clínker podría sustituirse hasta en un 50%p. Este trabajo se centra en cementos LC3 con 52%p de PC 42.5 R, 30%p de arcilla calcinada, 15%p de caliza y 3%p de yeso adicional, y la utilización de 3 arcillas caoliníticas españolas con diferente porcentaje en caolinita (70-83%p), activadas térmicamente a 860ºC y molidas a dos tamaños de partícula relevantes (Dv,50  10 y 5 m). Se abordará el estudio de las pastas de cemento LC3 preparadas en una relación agua/binder (w/b) de 0.40 con superplastificante basado en policarboxilato, a través de su comportamiento reológico, ensamblaje de fases de pastas (RQPA, del inglés Rietveld Quantitative Phase Analysis) a diferentes edades (2, 7, 28 y 120 días) y calorimetrías (20ºC/7d). A modo de ejemplo, LC3 con la arcilla calcinada CVPM3B desprende 50.6 y 135.5 J/g a 2 y 7d, respectivamente, pero con SY1 el calor liberado era 12.9 J/g y 63.0 J/g, respectivamente. Estos valores están justificados principalmente por el mayor área superficial (y menor tamaño de partícula) de CVPM3V (y su estructura local altamente tensionada), a pesar de su menor contenido en caolinita. Finalmente, los resultados se relacionarán con las resistencias mecánicas de los morteros correspondientes.