El cuello de botella del LC3 está en la caracterización de la arcilla. La proporción de referencia ya está publicada. Lo que decide si esa mezcla se acerca, en resistencia, a un cemento Portland ordinario es el contenido de caolinita de la arcilla disponible, y ese contenido se mide.
Qué es el LC3
LC3 nombra el cemento de caliza y arcilla calcinada (limestone calcined clay cement). En la formulación de Scrivener, Martirena, Bishnoi y Maity (2018), el material reúne clínker molido, arcilla calcinada, caliza y yeso. La referencia, LC3-50, lleva 50% de clínker, 30% de arcilla calcinada, 15% de caliza y 5% de yeso. El número en la sigla es el contenido de clínker. Con esa composición, el artículo registra propiedades mecánicas semejantes a las del cemento Portland ordinario.
El reemplazo es acoplado. La arcilla calcinada entra como puzolana y la caliza entra con ella. La caliza sola, en un reemplazo alto, tiende a aumentar la porosidad. Las dos juntas sostienen el contenido de clínker de la referencia.
El mecanismo, en el mismo artículo, cabe en pocas líneas. Calcinar una arcilla caolinítica forma metacaolín, un aluminosilicato amorfo. El metacaolín reacciona con el hidróxido de calcio como puzolana y produce C-(A)-S-H e hidratos de aluminato. La alúmina también reacciona con la caliza y forma hidratos de carboaluminato. Esos productos llenan espacio y contribuyen a la resistencia.
El papel de la caolinita
La reactividad de la arcilla calcinada depende sobre todo del contenido de caolinita. En el LC3-50, arcillas con cerca de 40% de caolinita dieron resistencias comparables a las del cemento de referencia a partir de cerca de 7 días, en morteros ensayados por la EN 196-1. Arcillas en ese rango están ampliamente distribuidas. Como la arcilla ya es materia prima de la fabricación de cemento, el artículo señala que pueden existir incluso en la cantera de la planta.
La EN 196-1 es el ensayo europeo de resistencia del mortero de cemento, en prisma. La NBR 7215 hace una pregunta cercana en Brasil, en cilindro. Los procedimientos no coinciden, y un resultado no sustituye al otro.
En la práctica
La receta 50/30/15/5 no caracteriza la arcilla. Dos arcillas pueden ocupar el mismo lugar en la dosificación y traer contenidos de caolinita bien distintos. La resistencia del LC3 sigue ese contenido.
- Medir la caolinita de la arcilla disponible. Es el dato que el artículo trata como dominante. Sin él, la comparación con el cemento de referencia no tiene base.
- Ensayar con los materiales reales. El clínker, la arcilla calcinada, la caliza y el yeso de la combinación que se va a usar. La resistencia comparable citada arriba se leyó en mortero EN 196-1, a partir de cerca de 7 días, en arcillas con cerca de 40% de caolinita. Otra arcilla, u otro clínker, reabre el ensayo.
El proyecto LC3, de la EPFL con la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (SDC), informa en el sitio del proyecto una reducción de las emisiones de CO2 de hasta 40%. La fuente de ese porcentaje es el sitio del proyecto, lc3.ch.
Referencias
- Scrivener, K.; Martirena, F.; Bishnoi, S.; Maity, S. Calcined clay limestone cements (LC3). Cement and Concrete Research, v. 114, p. 49–56, 2018. DOI: 10.1016/j.cemconres.2017.08.017.
- LC3 Project. École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) y la Swiss Agency for Development and Cooperation (SDC). lc3.ch.
- Cancio Díaz, Y.; Sánchez Berriel, S.; Heierli, U.; Favier, A. R.; Sánchez Machado, I. R.; Scrivener, K. L.; Martirena Hernández, J. F.; Habert, G. Limestone calcined clay cement as a low-carbon solution to meet expanding cement demand in emerging economies. Development Engineering, v. 2, p. 82–91, 2017. DOI: 10.1016/j.deveng.2017.06.001. Lectura complementaria, en acceso abierto.