Estudio del desempeño del concreto con aglomerante cal-puzolana y aditivos, como solución de bajo costo

Abstract

resumen, etc. El concreto elaborado con cemento portland es uno de los materiales más usados por la humanidad, sus propiedades son muy adecuadas para la construcción, por ello permiten satisfacer las necesidades de infraestructura que toda sociedad requiere. Se puede resaltar algunas de sus propiedades como su bajo costo, ya que existe en abundancia, además posee una gran versatilidad y capacidad de manipulación, gracias a lo cual puede tomar casi cualquier forma en que se vacíe, además de la propiedad de endurecer bajo el agua, siendo adecuada para obras de carácter hidráulico. Sin embargo, más allá de las buenas propiedades que el concreto hecho con cemento portland ofrece, existe serias cuestiones que en tiempos actuales se les debe prestar más atención, como lo son el gasto energético en su producción y las emisiones de CO2 a la atmosfera, según se puede verificar en el portal del MINEM Perú. Este portal señala que para cada tonelada(t) de cemento producida, se emite 0.75t de CO2 al ambiente, debido a ello la producción de cemento portland es responsable del 8% de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmosfera y por ello se encuentra entre las industrias más contaminantes de las que desarrolla la actividad humana, antecedida por la industria energética; además existe serios problemas relacionado a la durabilidad del concreto, hay muchos factores que lo pueden afectar y reducir el tiempo de servicio. Por lo expuesto se verifica que se requieren alternativas al cemento portland ordinario(CPO); en este camino de búsqueda de aglomerantes alternativos, existe varios tipos de aglomerantes, en una línea los que se basan en las materias primas que al reaccionar en medio acuoso forman el gel resistente C-S-H, como lo son los aglomerantes de cal-puzolana y afines, en otra línea se tienen a los cementos alcalinos, beliticos, sulfobeliticos, etc., los cuales se basan en la reacción de materiales silicoaluminosos en presencia de medios acuosos fuertemente alcalinos. El primer tipo de estos materiales conglomerantes tiene los componentes de sílice (SiO2), proveniente de las puzolanas y cal (CaO), los cuales en reaccionan en un medio acuoso formando en silicato cálcico hidratado (gel resistente C-S-H), entonces en teoría estos elementos reaccionan de manera parecida al CPO. El segundo tipo de conglomerantes inician con las investigaciones sobre los cementos alcalinos que datan desde los años 50’s, estos a la fecha se posiciona como una clara alternativa al CPO; básicamente el mecanismo viene dado por la propiedad de disolución de la sílice amorfa en medios fuertemente alcalinos (PH>12-13), entonces al darse la activación gracias a temperaturas superiores a 60cº y humedad mayor al 90%, forma un gel resistente que aglomera la mezcla, uno de los principales es el gel N-A-S-H, que es el equivalente al gel C-S-H en los otros tipos de conglomerantes, sin embargo su génesis y la estructura mineralógica es muy diferente. Es así que existen alternativas al CPO y es responsabilidad de la industria generar cambios que propicien una actividad más sustentable y de esa manera aportar en los esfuerzos de la humanidad en frenar la contaminación ambiental.

The concrete made with portland cement is one of the most used materials by humanity, its properties are very suitable for construction, so they can meet the infrastructure needs that every society requires. It is possible to emphasize some of its properties like its low cost, since it exists in abundance, in addition it has a great versatility and capacity of manipulation, thanks to which it can take almost any form in which it is emptied, in addition to the property to harden under the water, being adapted for works of hydraulic character. However, beyond the good properties that concrete made with portland cement offers, there are serious issues that in these times should be paid more attention, such as energy consumption in its production and CO2 emissions to the atmosphere, as can be verified in the portal of MINEM Peru. This portal points out that for every ton(t) of cement produced, 0.75t of CO2 is emitted into the atmosphere. Due to this, the production of portland cement is responsible for 8% of the emissions of greenhouse gases into the atmosphere and therefore it is among the most contaminating industries that human activity develops, preceded by the energy industry; in addition, there are serious problems related to the durability of concrete, there are many factors that can affect it and reduce the time of service. For the exposed thing it is verified that alternatives to the ordinary portland cement (CPO) are required; in this way of search of alternative binders, several types of binders exist, in a line those that are based on the raw materials that when reacting in aqueous means form the resistant gel C-S-H, as they are it the binders of lime-puzzola and related, in another line are had to the alkaline, belitic, sulfobelitic cements, etc, which are based on the reaction of silicoaluminous materials in the presence of strongly alkaline aqueous media. The first type of these conglomerating materials has silica (SiO2) components, coming from pozzolans and lime (CaO), which react in an aqueous medium forming calcium silicate hydrate (C-S-H resistant gel), so in theory these elements react in a similar way to CPO. The second type of binders began with the research on alkaline cements that date from the 50's, to date it is positioned as a clear alternative to CPO; Basically the mechanism comes given by the property of dissolution of the amorphous silica in strongly alkaline means (PH>12-13), then when giving itself the activation thanks to superior temperatures to 60cº and humidity greater to 90%, forms a resistant gel that agglomerates the mixture, one of the main ones is the N-A-S-H, that is the equivalent to the C-S-H in the other types of conglomerates, nevertheless its genesis and the mineralogical structure is very different. Thus, there are alternatives to CPO and it is the responsibility of the industry to generate changes that will lead to a more sustainable activity and thus contribute to the efforts of humanity to curb environmental pollution.