Efecto de los agregados reciclados y cenizas de carbón en la durabilidad de un mortero ecológico para su aplicación en arrecifes artificiales

Abstract

En este trabajo se estudió el efecto de los agregados reciclados y las cenizas de carbón sobre las propiedades de durabilidad de un mortero ecológico para su aplicación en arrecifes artificiales. Inicialmente se caracterizaron los materiales física, química y mineralógicamente a través de técnicas como difracción de rayos X (DRX), distribución de tamaño de partícula (DTP) y microscopia óptica de barrido (SEM), para entender su incidencia sobre las mezclas de morteros. Posteriormente, estas mezclas se sometieron a ensayos de resistencia a compresión y durabilidad al ataque por sulfatos encontrando que la inclusión de dichos materiales mejoraban las propiedades mecánicas debido a la afinidad química entre los agregados reciclados y las cenizas, pero que el contenido de mortero residual en los agregados reciclados hacía más susceptible las mezclas al ataque por sulfatos de magnesio, por lo que se estudió más a fondo este fenómeno a través de SEM y mediciones químicas de EDS. Sin embargo, la expansión exhibida por las muestras fabricadas con agregados reciclados no alcanzaron los límites establecidos para la degradación inicial del material. Con las mejores combinaciones de morteros evaluados en estos procesos se fabricaron cilindros para construir módulos de arrecifes artificiales que se sometieron a condiciones marinas en el Golfo de Morrosquillo (Caribe colombiano). Tras siete meses de exposición los morteros fueron extraídos para su evaluación en laboratorio, el resultado final es el estudio de los fenómenos que deterioraron el mortero ecológico y cómo se correlacionaron con la cantidad de material alternativo incluido que a la vez favoreció la colonización, lo cual representa un potencial para la construcción de arrecifes artificiales.

Abstract: this document presents the study of the effect of the recycled aggregates and the coal ashes on the durability properties of an ecological mortar for its application in artificial reefs. Initially the materials were characterized physically, chemically and mineralogically using techniques like x-rays diffraction (DRX), distribution size of particle (DTP) and electronic scanning microscopy (SEM), to understand their impact on mortars mixtures. Subsequently, these mixtures were tested to evaluate their compression resistance and durability employing sulfate attack. It was found that the inclusion of the mentioned materials improved mechanical properties due to the chemical affinity between the recycled aggregates and the ashes. The contents of residual mortar in recycled aggregates made more susceptible mixtures to be attacked by the magnesium sulfates. This phenomenon was studied through SEM and chemical measurements (EDS). However, the expansion exhibited by the samples manufactured with recycled aggregate did not reach the limits for the initial degradation of the material. The best combinations of mortars evaluated in these processes were used to fabricate cylinders to build modules of artificial reefs that have been submitted to marine conditions in Golfo de Morrosquillo (Colombian Caribbean). After seven months of marine exposure the mortars were extracted for its evaluation in laboratory. The final result is the study of the phenomena that have deteriorated overthe ecological mortar and how they were correlated by the quantity of included alternative material that simultaneously favored the colonization, which represents a potential for the construction of artificial reefs