Puzolana

Las puzolanas son materiales silíceos o alumino-silíceos a partir de los cuales se producía históricamente el cemento, desde la antigüedad romana hasta la invención del cemento Portland en el siglo XIX. Hoy en día el cemento puzolánico se considera un ecomaterial.

La definición amplia de puzolana no se ocupa del origen del material, solo de su capacidad de reaccionar con hidróxido de calcio y agua. La cuantificación de esta capacidad está comprendida dentro del término actividad puzolánica. ^[1]​

La pozzolana es un material similar pero en este caso solo de origen volcánico.

Recibe su nombre de la población de Pozzuoli, en las faldas del Vesubio, donde ya en tiempos romanos era explotada para la fabricación de cemento puzolánico. Después el término fue extendiéndose a todos aquellos materiales que por sus propiedades similares a la Puzolana de origen natural pueden tener usos sustitutivos.

La civilización romana fue la que descubrió todo el potencial que estos materiales podían ofrecer. De esta forma uno de los mejores exponentes que podemos encontrar es el Panteón de Roma. Construido en el año 123, fue durante 1500 años la mayor cúpula construida, y con sus 43,3 metros de diámetro aún mantiene records, como el de ser la mayor construcción de hormigón no armado que existe en el mundo. Para su construcción se mezcló cal, puzolana y agua; añadiendo en las partes inferiores ladrillos rotos a modo de los actuales áridos, aligerando el peso en las capas superiores usando materiales más ligeros como piedra pómez y puzolana no triturada.

En Chile, específicamente en la región metropolitana, lo que es actualmente las comunas de Lampa y Pudahuel están situadas sobre un gran manto puzolánico que se extiende hasta la costa misma con interrupciones breves. Algunas empresas explotan este manto para obtener materia prima para diversos usos, en especial para la industria del abrasivo. El origen de este material en un comienzo se atribuyó a la presencia de los volcanes Tupungato y San José, pero dada la extensión y distribución del material se ha atribuido actualmente al extinto volcán Diamante ubicado en la frontera con Argentina a la misma latitud que Santiago.

El cemento puzolánico se produce a partir de mezclar íntimamente y moler en un molino de bolas hasta fino polvo una mezcla de hidrato de cal y puzolana, con una proporción promedio de 70 % de puzolana y 30 % de cal. El material producido requiere tener una finura similar a la del cemento Portland ordinario (3100-4200 cm²/gr).

Las ventajas que ofrece el cemento puzolánico sobre el resto se detallan a continuación:

Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la estructura interna. Se prefiere puzolanas con composición química tal que la presencia de los tres principales óxidos (SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃) sea mayor del 70 %. Se trata que la puzolana tenga una estructura amorfa.

En el caso de las puzolanas obtenidas como desechos de la agricultura (cenizas de la caña de azúcar y el arroz), la forma más viable de mejorar sus propiedades es realizar una quema controlada en incineradores rústicos, donde se controla la temperatura de combustión, y el tiempo de residencia del material.

Si la temperatura de combustión está en el rango entre 400-760 °C, hay garantía de que la sílice se forma en fases amorfas, de mucha reactividad. Para temperaturas superiores comienzan a formarse fases cristalinas de sílice, poco reactivas a temperatura ambiente.