Escoria de acería LD

Composición química y mineralógica

En la tabla 2 se presenta la composición química media de una escoria de acería tipo LD-III, que fue objeto de un estudio encargado por ENSIDESA al CEDEX en 1990. Estos datos corresponden al análisis medio de 1000 coladas y la variación que se encontró entre los valores puntuales no fue muy importante

Desde el punto de vista mineralógico las escoria LD presenta en su composición diferentes fases: silicatos bi y tricálcico, wustita ¾combinación de óxido de hierro y manganeso (FeO y MnO)¾, ferrito bicálcico y cal, más o menos impregnada de óxidos metálicos, responsable de la presencia de cal libre.

En la tabla 3 se presenta los principales elementos químicos a tener en cuenta en función de sus posibles aplicaciones⁽¹⁰⁾.

Inestabilidad volumétrica

La presencia en la escoria de cal libre, y de magnesia en menor medida, constituye un factor potencial de inestabilidad. Estos óxidos tienden a hidratarse desprendiendo calor y produciendo un hinchamiento que puede provocar la disgregación del material y la evolución de la granulometría hacia tamaños más pequeños. Este fenómeno puede producirse en el transcurso de pocas semanas o de varios meses, según se produzca la hidratación de la cal o magnesia libre.

En este sentido, el Centro de Estudios de Carreteras del CEDEX, puso a punto en 1990 la norma NLT-361/91 “Determinación del grado de envejecimiento en escorias de acería”, para caracterizar en laboratorio las escorias de acería en relación con su posible expansión.

El procedimiento más utilizado para reducir al mínimo los fenómenos de inestabilidad volumétrica es el de envejecer la escoria, en parte machacada y en su estado final, regándola con agua natural, salada, acidulada o agua caliente para conseguir hidratar los elementos inestables. Se ha comprobado que el envejecimiento al aire sin riego de agua no ofrece garantías y, por otra parte, se ha comprobado que los montones deben tener una altura máxima de 1,5 – 2 m.

El contenido de la cal libre puede variar para distintas escorias entre el 1% y el 15%. Los límites por debajo de los cuales puede considerarse segura la utilización de la escoria dependen del uso que se pretenda dar. Si se utiliza en capas granulares, los límites empleados oscilan entre el 4% y el 7%, según los países; para aplicaciones en capas bituminosas, en las que los áridos quedan impermeabilizados por una película de betún, algunos países permiten el empleo de escoria sea cual sea el contenido de cal.

Propiedades físicas

La escoria de acería LD se caracteriza por ser un árido muy limpio, pesado, anguloso, poco pulimentable y de gran dureza.

En la tabla 4 se resumen las características físicas de la escoria LD-III ensayada en el CEDEX, sobre las fracciones 5/10 y 10/20 suministradas por ENSIDESA, adecuadamente combinadas para obtener las granulometrías y tamaños especificados en los ensayos. Los resultados que se presentan no son de aplicación general a todas las escorias de acería que, si bien tienen en común su gran dureza pueden presentar coeficientes de pulimento acelerado mucho menores. ⁽⁹⁾Esta  propiedad podría estar estrechamente relacionada con las posibles variaciones en el proceso de producción del acero.

Tabla 4: Características físicas de la escoria LD-III ensayada en el CEDEX, sobre las fracciones 5/10 y 10/20

⁽⁵⁾En la siguiente tabla (tabla 5) se presentan las propiedades físicas de una escoria de acería LD empleada en un estudio, realizado en 2010 en China, para su uso en mezclas bituminosas. La escoria LD se trató previamente mediante un procedimiento mejorado consistente en tres fases: aglomeración, enfriamiento y desintegración. Este nuevo método de estabilización produciría una escoria más estable, con menos partículas planas y alargadas y, con cerca del 100% de la superficie machacada. Los datos de la escoria se compararon con los del árido natural (granito) empleado junto con la escoria en la mezcla estudiada. El tamaño máximo de las partículas de ambos materiales fue de 12,5 mm.

Tabla 5: Características físicas de la escoria de acería LD estudiada para su empleo en una mezcla bituminosa

La escoria LD tiene una estructura más porosa, por lo que presenta una mayor absorción de agua; posee valores bajos de resistencia al desgaste de los Ángeles y del índice de lajas y, un valor cercano al 100% de caras fracturadas. Estas características proporcionarían una fuerte trabazón en los áridos e incrementarían la resistencia a la rotura, lo que sería beneficioso para su empleo en carreteras con tráfico pesado.