Concreto Liviano Estructural con Arcillas Expandidas y Humo de Sílice: Evaluación Experimental de la Resistencia a Compresión y el Modulo de Elasticidad Secante

Abstract

El limitado conocimiento en países como Colombia y Venezuela relacionado con el uso de arcillas expandidas para concreto liviano, trae como consecuencia que los ingenieros estén inseguros frente al uso arbitrario del material en el diseño de la mezcla, para lograr los requerimientos necesarios en el desarrollo de las obras civiles.

En la presente investigación se evaluó la resistencia a compresión a los 7, 14 y 28 días y el módulo de elasticidad secante. Se elaboraron cuatro diseños de mezcla, cada una con una dosificación de material cementante diferente (400, 450, 500 y 550 kg), con cada uno de estos cuatro diseños se realizaron dos mezclas diferentes, uno con agregado liviano colombiano marca Livitek y el otro con agregado liviano venezolano marca Aliven. En esta investigación se utilizaron probetas de 20x10 cm. Adicionalmente se utilizó humo de sílice como sustituto parcial del cemento y un reductor de agua para disminuir la relación agua-cemento (también fluidificar la mezcla), estos dos últimos para aumentar la resistencia a compresión.

Finalmente se analizaron y compararon los resultados obtenidos de los 8 diseños de mezclas y se comparó el módulo de elasticidad obtenido de manera experimental entre los dos (2) tipos de concreto elaborados con diferentes agregados livianos con el calculado por las ecuaciones propuestas por la Norma NSR-10. La resistencia a compresión de las mezclas con mayor contenido de material cementante superaron los 30 MPa. Los resultados del módulo de elasticidad secante obtenidos experimentalmente mediante la Norma NTC 4025 fueron hasta un 33% más bajo que los obtenidos por la ecuación propuesta por la Norma NSR-10 y comparándolos con el concreto convencional fueron un 37% más bajo. Por último se recomienda revisar la Norma NSR-10, ya que la ecuación propuesta del módulo de elasticidad secante para concretos livianos arroja valores muy superiores en comparación a los obtenidos experimentalmente. (Texto tomado de la fuente).

The limited knowledge in countries such as Colombia and Venezuela related to the use of expanded clays for lightweight concrete, results in engineers being insecure against the arbitrary use of the material in the design of the mixture, to achieve the necessary requirements in the development of Civil works

In the present investigation, the compressive strength at 7, 14 and 28 days and the modulus of secant elasticity were evaluated. Four mixing designs were prepared, each with a different cementitious material dosage (400, 450, 500 and 550 kg), with each of these four designs two different mixtures were made, one with Livitek brand light Colombian aggregate and the other with lightweight Venezuelan aggregate brand Aliven. In this investigation, 20x10 cm specimens were used. Additionally, silica fume was used as a partial substitute for cement and a water reducer to decrease the water-cement ratio (also fluidize the mixture), the latter two to increase compressive strength.

Finally, the results obtained from the 8 mix designs were analyzed and compared and the modulus of elasticity obtained experimentally between the two (2) types of concrete made with different light aggregates was compared with that calculated by the equations proposed by the NSR Standard -10. The compressive strength of the mixtures with the highest content of cementitious material exceeded 30 MPa. The results of the modulus of secant elasticity obtained experimentally by the NTC Standard 4025 were up to 33% lower than those obtained by the equation proposed by the NSR-10 Standard and comparing them with conventional concrete were 37% lower. Finally, it is recommended to revise the NSR-10 Standard, since the proposed equation of the modulus of secant elasticity for lightweight concrete yields much higher values compared to those obtained experimentally.