Evaluación de métodos químicos y térmicos para mejorar algunas propiedades físicas y mecánicas en concretos elaborados con agregado polimérico

Abstract

La fabricación de concretos y morteros que emplean Cemento Portland Ordinario (OPC) demanda cantidades significativas de materiales pétreos naturales. Los agregados pétreos naturales, derivados de la explotación de canteras, en particular aquellos obtenidos mediante técnicas de lavado, muestran efectos adversos en los ecosistemas naturales, incluyendo las fuentes de agua, la calidad del aire y la deforestación. En consecuencia, existe una necesidad apremiante de investigar nuevos materiales capaces de sustituir a los agregados naturales. Este estudio propone la utilización de residuos de resina de poliéster catalizada, un subproducto de la fabricación de postes para redes eléctricas, como posible sustituto de los agregados naturales en el concreto. A pesar de demostraciones previas que indican que el uso de estas resinas y materiales plásticos como agregados resulta en una disminución de la resistencia a la compresión del concreto, los esfuerzos se dirigen hacia tratamientos destinados a mejorar la interacción entre el agregado polimérico y la pasta de cemento. Para lograr este objetivo, se investigaron de manera sistemática tanto alternativas químicas (modificación polimérica con látex y SBR) como alternativas térmicas (post-curado a temperaturas de 23, 50, 80 y 110 ºC). Se evaluó la resistencia a la compresión para ambos tratamientos, revelando valores de 20,61 MPa en muestras no tratadas y de 17 a 7,60 MPa en muestras tratadas. Para muestras modificadas con SBR, las evaluaciones adicionales incluyeron la resistencia a la flexión (3,19 MPa sin aditivo y 4,31 MPa con SBR), la resistencia a la tensión indirecta (1,62 MPa sin aditivo y 2,02 MPa con SBR) y el módulo de elasticidad estático (0,61 GPa sin aditivo y 0,42 GPa con SBR). Los resultados indican que, si bien los efectos de los tratamientos influyeron negativamente en la resistencia a la compresión, las muestras modificadas con SBR tuvieron un impacto positivo en las otras propiedades evaluadas, exhibiendo resultados superiores. (Tomado de la fuente)

The production of concrete and mortars using Ordinary Portland Cement (OPC) requires significant amounts of natural stone materials. Natural stone aggregates, derived from quarry exploitation, especially those obtained through washing techniques, exhibit adverse effects on natural ecosystems, including water sources, air quality, and deforestation. Consequently, there is an urgent need to investigate new materials capable of replacing natural aggregates. This study proposes the use of waste from catalyzed polyester resin, a byproduct of manufacturing utility poles for power grids, as a potential substitute for natural aggregates in concrete. Despite previous demonstrations indicating that the use of these resins and plastic materials as aggregates results in a decrease in the compressive strength of concrete, efforts are directed toward treatments aimed at improving the interaction between the polymeric aggregate and the cement paste. To achieve this goal, both chemical alternatives (polymeric modification with latex and SBR) and thermal alternatives (postcuring at temperatures of 23, 50, 80, and 110 ºC) were systematically investigated. Compressive strength was evaluated for both treatments, revealing values of 20,61 MPa in untreated samples and 17 to 7,60 MPa in treated samples. For samples modified with SBR, additional assessments included flexural strength (3,19 MPa without additive and 4,31 MPa with SBR), indirect tensile strength (1,62 MPa without additive and 2,02 MPa with SBR), and static modulus of elasticity (0,61 GPa without additive and 0,42 GPa with SBR). The results indicate that while the effects of the treatments negatively influenced compressive strength, SBR-modified samples had a positive impact on other evaluated properties, exhibiting superior results.