Mejoramiento del comportamiento físico y químico de las arcillas y materiales micáceos presentes en agregados finos de mala calidad para su uso en la producción de concreto hidráulico
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Autores
Lema Zambrano, Juan Camilo
Director
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Español
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Resumen
En la actualidad, el alto consumo de arena en el concreto hidráulico constituye un problema
de sostenibilidad y de desempeño para la construcción, pues las fuentes de agregado de
buena calidad se hacen más escasas con el transcurrir de los años, considerando que es
el material más explotado por el hombre después del agua. Con el fin de abordar opciones
de aprovechamiento de arenas con presencia de minerales nocivos, en esta investigación
se ha propuesto el mejoramiento mediante el uso de dos moléculas basadas en tecnología
de polímeros polieléctricos denominados experimentales 1931-1 y 1831-5. Para dichos
polímeros se evaluó la retención de flujo en presencia de arenas de mala calidad y se ha
comparado su desempeño con un policarboxilato convencional (EXP 3457), en dosis que
van de 0,35% a 0,60% respecto del peso del cementante. Se empleó un modelo factorial
de diseño de experimentos para mezclas de concreto con un contenido de arena del 25%
al 40% y se utilizaron dos fuentes de agregado (Cordobita y Cogua) con diferentes tipos
de minerales nocivos como cuarzos ondulantes, arcillolitas, micas y óxidos que se
caracterizaron mediante petrografía, absorción TOC y FRX. Los resultados del diseño
experimental se modelaron bajo la metodología de mortero equivalente de concreto,
obteniendo un mejoramiento del 15% al 25% en términos de la capacidad de reducción de
agua en las mezclas, de un 25% al 90% en términos de capacidad de retención de flujo a
los 90 minutos, y una mitigación del incremento del esfuerzo de fluencia de 2 a 3 veces
comparando el desempeño de los polímeros polieléctricos, versus el policarboxilato
convencional evaluado. La investigación demuestra que no se generan efectos
significativos sobre el fraguado inicial y final de las mezclas, y tampoco en su desarrollo
de resistencia a compresión a todas las edades. Finalmente, se evidenció que el
desempeño de esta alternativa de mitigación química depende ampliamente tanto de la composición química y morfología del agregado como de la capacidad de bloqueo
catiónico que tiene cada tipo de polímero. (Texto tomado de la fuente).
Abstract
Nowadays, the use of sand in the concrete generates a sustainability and performance
problem for the construction, since the good quality aggregates resources become scarce
over the years, considering that this material is the most demanded by man after water. In
order to address options for the use of sands with harmful minerals, in this research, it was
proposed their improvement by using two molecules based on polyelectric polymer
technology named experimental 1931-1 and 1831-5. For these polymers, flow retention
was evaluated in the presence of poor-quality sands and then performance was compared
to a conventional slump retainer polycarboxylate (EXP 3457) at dosage from 0,35% to
0,60% over the total cementitious weight. It was used a factorial experimental design for
concrete mixes with sand content varying from 25% to 40% and two sand sources were
used (Cordobita and Cogua) with different harmful minerals such as wavy quartz, clays,
micas, and oxides which were characterized by petrography, TOC absorption and XRF.
The experimental design results were modeled using the equivalent mortar of concrete
methodology, obtaining an improvement of 15% to 25% in terms of water reduction in the
mixes, 25% to 90% in term of flow retention capability after 90 minutes, and a mitigation of
the yield stress increasing of 2 to 3 times, comparing the proposed polyelectric polymers
performance vs the conventional polycarboxylate. This research demonstrates that there
are not significant effects, neither on the initial and final setting of the mixtures, nor on the
development of compressive strength at all ages. Finally, it was evidenced that the
performance of this chemical mitigation alternative depends widely not only on the chemical
composition and morphology of the aggregates but also on the cationic blocking capacity
of each type of polymer.
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Descripción
ilustraciones, fotografías a color, gráficas, tablas