Putzolana

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

La putzolana és una roca silícia d'origen volcànic a partir dels quals es produïa històricament el ciment, des de l'antiguitat romana fins a la invenció del ciment Portland al segle XIX.[1] Avui dia el ciment putzolànic es considera un material de construcció ecològic.

Origen i història[modifica | modifica el codi]

Putzolana a l'estat natural

Rep el seu nom de la població de Pozzuoli, antigament Puteoli, a la falda del Vesuvi, on ja en temps romans la pulvis puteolanis era explotada per a la fabricació de ciment (opus caementicium). El terme es va estendre a tots els materials que tenen les mateixes propietats similars de la putzolana natural.[2]

Els enginyers romans van descobrir el potencial d'aquest material. En descobrir que el formigó pot adormir-se sota l'aigua, el primer ús va ser la construcció de conductes hidràuliques, molls i molins.[3] Un dels millors exemples de construcció amb putzolana és el Panteó de Roma. Construït l'any 123, va ser durant 1.500 anys la major cúpula, i amb els seus 43,3 metres de diàmetre encara manté records, com el de ser la major construcció de formigó no armat del món. Per a fer el formigó, es va barrejar calç, putzolana i aigua; i en les parts inferiors maons trencats a manera dels actuals àrids, per a alleugerir el pes en les capes superiors es van utilitzar materials més lleugers com pedra tosca i putzolana no molta.

En l'actualitat, continua sent utilitzat per a formigons i morters en especial en ambients moderadament agressius per aigües pures, dèbilment àcides o carbòniques agressives per a formigons per obres hidràuliques per a formigons amb àrids reactius amb els àlcalis.[4]

Dipòsits de putzolana al món[modifica | modifica el codi]

A la península ibèrica hi ha molts jaciments de putzolana d'origen natural. La seva explotació és fàcil però comporta un deteriorament paisatgístic important. Per aixó s'ha desenvolupat una alternativa a base del reciclatge de residus de material ceràmic, que anteriorment no tenien cap aplicació al final de la seva vida útil.[5] A Xile, a la regió metropolitana, hi ha un un gran mantell putzolánic als municipis de Lampa i Pudahuel. Algunes empreses exploten aquest mantell per obtenir matèria primera, especialment per a la indústria de l'abrasiu. Inicialment, l'origen d'aquest material es va atribuir a la presència dels volcans Tupungato i Sant Josep, però atesa l'extensió i distribució del material s'ha atribuït actualment a l'extint volcà Diamant situat a la frontera amb Argentina a la mateixa latitud que Santiago.[cal citació]

Principals tipus de putzolanes[modifica | modifica el codi]

Putzolanes naturals[modifica | modifica el codi]

  • Roques volcàniques, en les quals el constituent amorf és vidre produït per refredament brusc de la lava. Per exemple les cendres volcàniques, el tuf, l'escòria i l'obsidiana.
  • Roques o sòls en les quals el constituent silici conté òpal, ja sigui per la precipitació de la sílice d'una solució o dels residus d'organismes de la qual cosa són exemples les terres de diatomea, o les argiles calcinades per via natural a partir de calor o d'un flux de lava.

Putzolanes artificials[modifica | modifica el codi]

Maons incinerats per produir cendra amb característiques putzolàniques
  • Cendres volants: les cendres que es produeixen en la combustió de carbó mineral (lignit) en les plantes tèrmiques de generació d'electricitat.
  • Argiles activades o calcinades artificialment: per exemple residus de la crema de maons d'argila i altres tipus d'argila que han sigut sotmeses a temperatures superiors als 800 °C.
  • Escòries de fosa: principalment de la fosa d'aliatges ferrosos en alts forns. Aquestes escòries han de ser violentament refredades per aconseguir que adquireixin una estructura amorfa.
  • Cendres de residus agrícoles: la cendra de pellofa d'arròs, cendra del bagazo i la palla de la canya de sucre. Quan són cremats convenientment, s'obté un residu mineral ric en sílice i alúmina, l'estructura depèn de la temperatura de combustió.

Millora en les propietats del ciment putzolánic[modifica | modifica el codi]

El ciment putzolánic es produeix en barrejar íntimament i moldre fins fina pols una barreja d'hidrat de calç i putzolana, amb una proporció mitjana de 70% de putzolana i 30% de calç. El material produït requereix tenir una finor similar a la del ciment pòrtland ordinari (250-300 m²/kg assaig Blaine). El ciment puzolánic tipus CP40 ha sigut desenvolupat i produït pel CIDEM, centre d'investigacions de la Universitat Central de Las Villas, Cuba.

Els avantatges del ciment puzolánico són:

  • Major durabilitat del ciment.
  • Millora resistència contra l'acció corrosiva de l'aigua de mar.
  • Millor defensa davant els sulfats i clorurs.
  • Augment en la resistència a la compressió.
  • Increment de la impermeabilitat per la reducció d'esquerdes en l'enduriment.
  • Disminució de la calor d'hidratació.
  • Millora resistència contra l'abrasió.
  • Augment la resistència de l'acer a la corrosió.
  • Menor necessitat d'aigua.

Propietats de la putzolana[modifica | modifica el codi]

Les propietats de les putzolanes depenen de la composició química i l'estructura interna. Es prefereix putzolanes amb composició química tal que la presència dels tres principals òxids (SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 ) sigui major del 70%. Es tracta que la putzolana tingui una estructura amorfa.

En el cas de putzolanes que provenen de deixalles de l'agricultura (cendres de la canya de sucre i l'arròs), la forma més viable de millorar les seves propietats és realitzar una crema controlada en incineradores rústics, on es controla la temperatura de combustió, i el temps de residència del material.

Si la temperatura de combustió queda en el rang entre 400-760 °C, es garanteix que la sílice es forma en fases amorfes, de molta reactivitat. Per temperatures superiors comencen a formar-se fases cristal·lines de sílice, poc reactives a temperatura ambient.

Altres usos de la putzolana[modifica | modifica el codi]

  • Filtre natural de líquids per la seva elevada porositat.
  • Substrat inert i airejant per a cultius hidropònics.
  • Fabricació de formigó de baixa densitat (com ja s'ha assenyalat en el cas del Panteó de Roma).
  • Drenatge natural de camps de futbol i instal·lacions esportives.
  • Absorbent (en el cas de l'aigua del 20 al 30% del pes d'àrid sec) i preparació de terres volcàniques oloroses.
  • Aïllant tèrmic (0,21 Kcal/Hm2 C)
  • Arqueologia. Protector de restes arqueològiques de baixa densitat per a conservació de restes (per construcció sobre ells o amb caràcter temporal).
  • Jardineria. En nombroses rotondes, jardins. Substitut eficaç de la gespa en zona amb manca d'aigua de reg.
  • Abrasiu. Usat com a ingredient en alguns detergents abrasius.

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Putzolana». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
  2. Oliver-Bonjoch, Jesus. «L'opus cimenticum i els orígens de l'arquitectura de voltes romana». A: Arquitectura i societat a la Roma Imperial. L'arquitectura de voltes. Barcelona: Univ. Politèc. de Catalunya, 2004, p. 36-39. ISBN 9788498800050. 
  3. Oliver-Bonjoch, p. 36.
  4. Ciment Català. Classificació dels ciments (pdf). Ciment Català. 
  5. Carrascoso Arranz, Marisca. «Ciments ecoeficients amb residus ceràmics». CSIC, 12 de desembre de 2013 (2013-12-12). [Consulta: 21 de setembre del 2014].