Con los aditivos de la gama MAPECUBE, es posible reducir la dosificación de clínker y aumentar la cantidad de materiales cementantes suplementarios (SCM) en los cementos de mezcla para producir hormigón con una baja huella de carbono, con un rendimiento equivalente o superior al del hormigón tradicional. El uso de estos aditivos contribuye, por tanto, a la reducción de las emisiones de dióxido de carbono asociadas a la producción de hormigón.

Giorgio Ferrari
Responsable R&D Grupo HPSS – High Performance Sustainable Solutions

La producción mundial de hormigón ha alcanzado los 14.000 millones de m³ anuales, con una huella de carbono superior a 2,5 GTon/año. Un nivel tan elevado se debe sobre todo al «ingrediente» clave del hormigón: el cemento Portland, cuya producción ha superado los 4.000 millones de toneladas y se prevé que alcance los 5.000 millones en 2050(1).

Por este motivo, las principales empresas cementeras y hormigoneras se han comprometido a aplicar estrategias de descarbonización de aquí a 2050 para lograr la «neutralidad de carbono», es decir, la capacidad de producir hormigón de forma sostenible con una huella de carbono cero.

Hacia un hormigón más sostenible

Los materiales con efectos cementantes (MEC), como cenizas volantes, escoria de alto horno, humo de sílice, puzolana natural y polvo de piedra caliza, están reemplazando al clínker en nuevos aglomerantes.

En el futuro, se introducirán arcillas calcinadas y residuos de hormigón triturado (C&DW), lo que reducirá la relación clínker/aglomerante de 0,63 a 0,52 en 2050. Los MEC no tienen propiedades hidráulicas propias, pero se activan mediante la reacción puzolánica con cal hidratada, aunque más lentamente que el clínker. No todos los MEC reaccionan; por ejemplo, la piedra caliza solo actúa como relleno. Reducir el clínker sin afectar la resistencia mecánica sigue siendo un desafío en la producción de Hormigón Bajo en Carbono (HBC).

Los nuevos aditivos LCCA

Se ha desarrollado una nueva clase de aditivos llamados LCCAs (aditivos para hormigones bajos en carbono) para compensar la pérdida de propiedades mecánicas en hormigones de bajo contenido de clínker. A diferencia de los aditivos tradicionales, que controlan las propiedades reológicas y los tiempos de fraguado, los LCCAs se enfocan en controlar la hidratación del sistema ligante en su conjunto. Estos aditivos están diseñados específicamente para mejorar la sostenibilidad y el rendimiento de los hormigones con baja huella de carbono.

Los Aditivos LCCAs de la Línea MAPECUBE

Mapei ha desarrollado MAPECUBE, una gama de aditivos LCCAs diseñada para mejorar el rendimiento de hormigones sostenibles con ligantes de baja huella de carbono. Estos aditivos son el resultado de una investigación conjunta entre Mapei y la Universidad de Padua, centrada en maximizar la hidratación y la resistencia mecánica de los ligantes de bajo carbono.

Los aditivos MAPECUBE actúan en tres áreas clave:

1.Fomento de la hidratación del clínker: Utilizan nanocompuestos híbridos que aceleran la hidratación y mejoran la mi- croestructura del cemento.

2.Activación alcalina: Incluyen activadores que aceleran la disolución de MEC, mejorando la resistencia.

3.Activación de la caliza: Permiten que el filler calizo reaccione con el clínker, generando fases carboaluminosas que aumentan la resistencia mecánica.

Estos aditivos, combinados con superplastificantes y acelerantes, optimizan las prestaciones del hormigón bajo en carbono.

Pruebas y resultados

Los ensayos con aditivos MAPECUBE demuestran mejoras en la resistencia mecánica y la reducción de la huella de carbono en hormigones sostenibles:

-1.MAPECUBE 4: En un hormigón LCC con un 20% de clínker sustituido, se incrementó la resistencia mecánica en un 16% a los 28 días, superando a un cemento solo clínker.

-2.MAPECUBE 3: Con una mezcla de 55% de clínker y 40% de escoria, este aditivo incrementó la resistencia mecánica en un 24%.

-3.MAPECUBE 60: A pesar de reducir la dosificación de cemento en un hormigón, mantuvo la misma resistencia final, reduciendo la huella de carbono en un 11,2%.

-4.MAPECUBE 60W: Aumentó la proporción de escoria en la mezcla, mejorando la resistencia a la compresión y reduciendo la huella de carbono en un 25%.

Menos clínker, rendimiento equivalente

La gama de aditivos MAPECUBE promueve la hidratación del clínker y los materiales cementantes suplementarios (SCMs), mejorando la resistencia mecánica del hormigón. Estos aditivos permiten reducir la cantidad de cemento o aumentar la proporción de SCMs en las mezclas, produciendo hormigón de baja huella de carbono con un rendimiento igual o superior al del hormigón tradicional de cemento Portland. MAPECUBE ayuda a reducir las emisiones de CO₂ en la producción de hormigón y es clave para desarrollar un hormigón más sostenible.