S35®Tech · Laboratorio de Materiales Pétreos
ML-MIN-005 · REV 01 · 2026
de material
Ceniza volante
Subproducto de combustión de carbón · clase F/C
El residuo mineral que queda al quemar carbón en una termoeléctrica, recuperado antes de que salga por la chimenea. Es sílice y alúmina vitrificadas en microesferas: la misma química reactiva del metacaolín, obtenida de un subproducto industrial en lugar de calcinar arcilla a propósito.
Cuando el carbón pulverizado se quema a más de 1 300 °C, los minerales que contiene —principalmente arcilla y cuarzo— se funden en el aire y luego se enfrían de golpe al salir de la caldera. Ese enfriamiento rápido no les da tiempo de cristalizar: se solidifican como esferas diminutas de vidrio, muchas de ellas huecas por gases atrapados.
Esa forma esférica y ese vidrio amorfo son la clave de su comportamiento. Las esferas ruedan entre sí como balines y mejoran la trabajabilidad de la mezcla con menos agua; y el vidrio, igual que en el metacaolín, reacciona con la cal libre del cemento en una reacción puzolánica que refina la porosidad y suma resistencia a largo plazo.
| Parámetro | Clase F (carbón bituminoso) | Clase C (carbón subbituminoso) |
|---|---|---|
| Óxido de calcio | Bajo, < 10 % | Alto, 15 – 30 % |
| Reactividad puzolánica | Necesita cal externa (Portland) | Autocementante, algo de fraguado propio |
| Sustitución típica | 15 – 25 % | 15 – 35 %, con mayor variabilidad |
| Resistencia a sulfatos | Buena | Menor por su mayor contenido de calcio |
| Parámetro | Ceniza volante | Metacaolín |
|---|---|---|
| Origen | Subproducto industrial | Calcinación intencional de caolín |
| Reactividad | Moderada, más lenta | Muy alta, rápida |
| Color | Gris a gris oscuro | Blanco a beige claro |
| Costo relativo | Bajo | Alto |
Ambas son puzolanas de sílice-alúmina amorfa; la diferencia está en origen, velocidad de reacción y color.
| Parámetro | Valor típico | En términos prácticos | Norma |
|---|---|---|---|
| SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 | ≥ 70 % (F) · ≥ 50 % (C) | Mínimo normativo para calificar como puzolana clase F o C. | ASTM C618 |
| Índice de actividad puzolánica | ≥ 75 % a 28 días | Menor que el metacaolín, pero suficiente para desempeño estructural normado. | ASTM C311 |
| Densidad real | 2.0 – 2.6 g/cm³ | Más liviana que el cemento: sustituir en peso da más volumen de pasta. | ASTM C188 |
| Reducción de agua | 5 – 15 % | Las esferas lisas mejoran fluidez con menos agua de amasado. | ASTM C1437 |
| Reducción de calor de hidratación | 20 – 40 % | Útil en concreto masivo, donde el calor excesivo agrieta el elemento. | ASTM C186 |
| Carbono no quemado (LOI) | < 6 % | Un LOI alto absorbe aire incorporado y aditivos, y oscurece el concreto. | ASTM C114 |
| Ganancia de resistencia a largo plazo | +10 – 25 % a 90 días | La reacción puzolánica es lenta: el beneficio se nota después de los 28 días. | ASTM C39 |
Concreto masivo. Presas, cimentaciones grandes y elementos donde el calor de hidratación debe controlarse para evitar fisuras.
Concreto bombeable. La forma esférica mejora la fluidez y facilita el bombeo a largas distancias.
Cemento mezclado (blended). Sustitución parcial de clínker para bajar la huella de carbono del cemento comercial.
Rellenos estructurales ligeros. Cenosferas seleccionadas se usan como carga en concretos ligeros y compuestos.
Verificar LOI antes de dosificar. Un lote con carbono no quemado alto arruina el aire incorporado del concreto y oscurece el acabado; siempre pedir certificado por lote.
Ganancia de resistencia lenta. Diseñar la mezcla con la resistencia a 56 o 90 días como referencia, no solo con la de 28 días.
Curado húmedo extendido. La reacción puzolánica avanza con agua disponible; sin curado suficiente, buena parte del beneficio no se materializa.
Distinguir clase F de clase C. La clase C tiene algo de fraguado propio y puede comportarse distinto; verificar la clase antes de fijar dosis.
Variabilidad entre lotes. Al depender del carbón de origen, su composición varía más que la de una puzolana manufacturada como el metacaolín.
Argumento de sostenibilidad. Cada tonelada sustituida evita aproximadamente 0.7 toneladas de CO2 asociadas a producir cemento nuevo.
Silo o saco hermético, en sitio seco. No caduca químicamente, pero la exposición prolongada a humedad puede iniciar una hidratación parcial no deseada.
Mascarilla N95/FFP2 y gafas al manipular en volumen: genera polvo fino muy volátil. Verificar normativa local sobre manejo de subproductos de combustión.