Desarrollo de aditivos para concreto a base de lignina despolimerizada Kraft con propiedades retardantes de fraguado

Abstract

Admixtures are components that modify the properties of concrete mixtures; the latter are the most common materials in construction. The main reasons for using admixtures are to control moisture, prevent cracking, rapid setting, and retarding the setting process in concrete. Therefore, the objective of this work is to compare the effect of different commercial setting retardant admixtures manufactured based on lignosulfonates with setting retardants manufactured in this research based on Kraft black liquors, using physicochemical and structural characterization, as well as the content of OH-phenolics and total sugars. From the tests and characterization, it was possible to formulate two additives based on Kraft black liquors with performance similar to the commercial ones. The performance of the admixtures was evaluated in concrete at ages 5, 7, 14, 28, and 90 days using commercial Tolteca cement with an admixture dosage of 7 ml/kg of cement. Fluidity, electrical resistivity, and compressive strength were the properties tested. The admixtures with the highest amount of sugars registered the highest slump of up to 21 cm, in the admixture with the highest amount of sugars and OH-phenolics; the compressive strength was affected since the admixtures with the highest slump presented a lower compressive strength at 90 days. On the other hand, in admixtures with higher sugar and OH-phenolic content, electrical resistivity was higher. According to the results obtained in this research, the amount of total sugars directly affects the concrete performance and allows a lower porosity due to the presence of OH-phenolics, allowing the release of water in an orderly and gradual manner.

Los aditivos son componentes que modifican las propiedades de las mezclas de concreto; estos últimos son los materiales más comunes en una construcción. Las razones principales para emplear los aditivos son, controlar humedad, evitar grietas, fraguado rápido o retardar el proceso de fraguado en el concreto. Por lo anterior, este trabajo tiene como objetivo comparar el efecto de distintos aditivos retardantes de fraguado comerciales fabricados a base de lignosulfonatos con retardantes de fraguado fabricados en esta investigación a base de licores negros Kraft, mediante la caracterización fisicoquímica y estructural, así como el contenido de OH-fenólicos y azúcares totales. A partir de las pruebas y caracterización realizadas, se logró formular dos aditivos a base de licores negros Kraft con desempeño similar a los comerciales. El desempeño de los aditivos se evaluó en concreto a edades de 5, 7, 14, 28 y 90 días usando Cemento Tolteca comercial con una dosificación de aditivo de 7 ml/kg de cemento. Las pruebas realizadas fueron: fluidez, resistividad eléctrica y resistencia a la compresión. Los aditivos con mayor cantidad de azúcares registraron el revenimiento mayor de hasta 21 cm, en el aditivo con mayor cantidad de azúcares y OH-fenólicos; la resistencia a la compresión se vio afectada, ya que los aditivos con mayor revenimiento presentaron una menor resistencia a la compresión a los 90 días. Por otro lado, se obtuvieron mejores valores de resistividad eléctrica mostrados en aditivos con mayor contenido de azúcares y OH-fenólicos. De acuerdo a los resultados obtenidos en esta investigación, la cantidad de azúcares totales afecta directamente en el fraguado del concreto y permite una menor porosidad debido a la presencia de OH-fenólicos, permitiendo que la liberación de agua sea de manera ordenada y gradual.