Evaluación del uso potencial de agregado siderúrgico estabilizado con aditivo a base de zeolitas en infraestructura vial

Abstract

Este estudio permitió caracterizar un material como agregado siderúrgico denominado Escoria Conformada de Siderúrgica Diaco (ECSD) compuesta por escorias de horno de arco eléctrico (EAF) y horno de cuchara (LF). Se evaluó la posibilidad de estabilización del material con diferentes porcentajes de cemento y aditivo a base de zeolitas para ser utilizado como material de construcción en capas de estructuras de pavimento. En una primera etapa, se caracterizó la ECSD como agregado de acuerdo con normativa nacional e internacional para material granulares. En general, la ECSD cumplió con los estándares establecidos por las especificaciones INVIAS y referencias internacionales. En una segunda etapa, se presenta la formulación y análisis de comportamiento mecánico de tres mezclas compuestas por la ECSD, cemento hidráulico y aditivo a base de zeolitas. Las mezclas fueron compuestas por 0%, 2% y 6% de cemento en masa. La relación entre aditivo y cemento fue de 1/100. Según la especificación para mezclas ligadas hidráulicamente (NF-14227), las mezclas se clasificaron como C4/5 y C5/6 de acuerdo con la resistencia en compresión y como tipo T2 y T4 de acuerdo con resistencia en tracción (RT) y módulo (EC), además, presentaron un comportamiento cercano al concreto de acuerdo con la resistencia a la fractura (K1C). Adicionalmente, las mezclas evaluadas presentaron valores apropiados de módulo resiliente entre 8892MPa y 34953MPa. En una etapa final, se realizó la modelación de estructuras de pavimento semirrígidas mediante la metodología mecanicista de diseño de pavimentos incorporando las mezclas formuladas. Las estructuras obtenidas presentaron espesores factibles constructiva y económicamente (entre 27 cm y 55 cm) sobre 5 clases de tráfico y 4 tipos de subrasante. (Texto tomado de la fuente).

This research allowed characterizing a material as a steel aggregate called Conformed Diaco Steel Slag (ECSD) composed of Electric Arc Furnace slag (EAF) and Ladle Furnace (LF) slag. The possibility of stabilizing the material with different percentages of cement and zeolite-based additive to be used as construction material in pavement structure layers was evaluated. In a first stage, the ECSD was characterized as aggregate in accordance with national and international regulations. In general, the ECSD complied with the standards established by INVIAS specifications and international references for granular materials. In a second stage, the formulation and analysis of the mechanical behavior of three mixtures composed of ECSD, hydraulic cement and zeolite-based additive is presented. The mixes were composed of 0%, 2% and 6% cement by mass. The ratio of additive to cement was 1/100. According with Hydraulically bound mixtures specification (NF-14227), the mixes were classified as C4/5 and C5/6 according to compressive strength and as type T2 and T4 according to tensile strength (RT) and modulus (EC), in addition, they presented a behavior close to concrete according to fracture toughness (K1C). Additionally, the evaluated mixtures presented appropriate values of resilient modulus between 8892 MPa and 34953 MPa. In a final stage, semi-rigid pavement structures were modeled using the mechanistic pavement design methodology incorporating the formulated mixtures. The structures obtained showed constructive and economically feasible thicknesses (between 27 cm and 55 cm) evaluating 5 traffic classes and 4 types of subgrades.