Influencia del óxido de calcio en la trabajabilidad, fraguado, compresión, densidad, porosidad y absorción del concreto para elementos estructurales, Trujillo 2017

Abstract

La industria de la construcción es, sin duda, la protagonista en el desarrollo de las sociedades, sin embargo, a pesar de su importancia para el crecimiento, la práctica constructiva es, además, uno de los principales actores en el proceso de modificación del planeta y de contaminación, pues es un gran consumidor de recursos y generador de desechos. En consecuencia, en la actualidad, muchos países, experimentan nuevas prácticas de ahorro de recursos naturales mediante la utilización de materiales reciclables. La utilización de residuos es una alternativa que podemos aprovechar para mejorar las propiedades del concreto; con esto estamos contribuyendo con el medio ambiente y el ahorro de costos. Por ello l a presente investigación plantea la utilización de óxido de calcio extraído a partir de residuos de ganado bovino como una alternativa de adición al concreto y así mejorar sus propiedades en estado fresco (trabajabilidad y tiempo de fraguado) y endurecido (resistencia a compresión, densidad, porosidad y absorción). Para el desarrollo se utilizó agregado grueso de tamaño máximo nominal de 1/2”, agregado fino con módulo de finura de 2.5, cemento Pacasmayo Tipo I y se elaboró un diseño de mezcla de concreto de f’c 280 kg/cm 2 , con relación agua/cemento de 0.52, con súperplastificante Sika ViscoCrete-3330 en dosificación de 0.2% con respecto al peso del cemento, siguiendo l os parámetros del comité ACI 211. Se adicionó a la mezcla de concreto óxido de calcio extraído a partir de residuos de ganado bovino en porcentajes de 0%, 1%, 2%, 3% ,4%, 5% y 6% con respecto a la mezcla de concreto, para lo cual, primero tuvo que pasar un proceso de precalcinación

a una temperatura de 600°C, luego un proceso de molienda y tamizado hasta obtener un tamaño de 75 μm y finalmente una calcinación en un horno a temperatura de 750°C por 4 horas.

En la caracterización en estado fresco se realizó ensayo de trabajabilidad y el tiempo de fraguado teniendo en cuenta las normativas ASTMC143 y ASTM C403 respectivamente. En estado endurecido, se realizó el ensayo de compresión a probetas cilíndricas de 0.10m de diámetro y 0.20 m de altura a 28 días de curado bajo norma ASTM C31 y ASTM C39; y se determinó la densidad, absorción y porosidad bajo la norma ASTM C642. Se determinó que el porcentaje óptimo de adición de óxido de calcio es al 4% para mejorar las propiedades del concreto en estado fresco-endurecido, obteniendo una mezcla plástica, trabajable, con una resistencia máxima de 353 kg/cm 2 a 28 días. Asimismo, presentó la mayor densidad, con una mínima porosidad de 4.69% y una absorción de 1.54%. Finalmente se realizó un análisis de costos comparativo con respecto a un concreto adicionado con microsílice Rheomac SF100.

The construction industry is undoubtedly the protagonist in the development of societies, but despite its importance for growth, the constructive practice is also one of the main actors in the process of changing the planet and of contamination, because it is a great consumer of resources and generator of waste. Consequently, today, many countries, experience new practices of saving natural resources through the use of recyclable materials. The use of waste is an alternative that we can take advantage of to improve the properties of the concrete; with this we are contributing to the environment and saving costs. Therefore, the present investigation proposes the use of calcium oxide extracted from cattle residues as an alternative to add to the concrete and thus improve its properties in fresh (workability and setting time) and hardened (compression resistance, density, porosity and absorption). For the development, a coarse aggregate with a nominal maximum size of 1/2 "was used, a fine aggregate with a fineness modulus of 2.5, Pacasmayo Cement Type I and a concrete mix design of f´c 280 kg / cm 2 was developed, with 0.52 water / cement, with Sika ViscoCrete-3330 superplasticizer in 0.2% dosage with respect to the weight of the cement, following the parameters of the ACI 211 committee. Calcium oxide extracted from cattle residues was added to the concrete mix in percentages of 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% and 6% with respect to the concrete mixture, for which, it first had to pass a pre-calcination process at a temperature of 600°C, then a grinding and sieving process until obtaining a size of 75 μm and finally a calcination in a furnace at a temperature of 750 °C for 4 hours. In the fresh characterization, the workability test and the setting time were carried out taking into account the regulations ASTMC143 and ASTM C403 respectively. In the hardened state, the compression test was performed on cylindrical test pieces of 0.10m in diameter and 0.20 m in height at 28 days of curing under ASTM C31 and ASTM C39; and density, absorption and porosity were determined under the ASTMC642 standard

It was determined that the optimum percentage of addition of calcium oxide is 4% to improve the properties of the concrete in a fresh-hardened state, obtaining a plastic mixture, workable, with a maximum resistance of 353 kg/ cm 2 to 28 days. It also presented the higher density, with a minimum porosity of 4.69% and an absorption of 1.54%. Finally, a comparative cost analysis was performed with respect to a concrete added with Rheomac SF100.