Comportamiento físico-mecánico de morteros de CP con substituciones parciales minerales, orgánicas, de fibras y residuos industriales a edades de 1000 días

Abstract

This research consists of physical-mechanical characterization of cement mortars with partial replacements of different pozzolanic materials, in order to reduce the consumption of Pórtlandcement (CP) in the production of mortar or concrete, without demerit of its mechanical properties and durability. Besides, it will analyze the feasibility of use of some materials that are coming from industrial processes that they are normally considered as waste. Accordingly, our contribution to environmental protection would be double: first, the reduction of cement used would cause a reduction in CO2 emissions and on the other hand, the reduction of solid waste deposited on the ground. The substitute materials were: minerals of high temperature as metakaolin (MK), expanded perlite (PE) and natural perlite (PN); organic ash as sugar cane bagasse ash (CBC) and ash of handmade clay brick elaboration (CEL); white cactus opuntia fibers (FN) and industrial waste as blast furnace slag (EAH), basic oxygen furnace slag (CBOF) and mineral carbide (CM). Specimens of cement mortar with substitutions of 5, 10, 15.20 and 30% MK, PE, PN, CBC, CEL, EAH, CBOF and CM, and 1.0, 1.5 and 2.0% FN were developed. The test age was 1000 days. Tests as capillary absorption, electrical resistivity and ultrasonic pulse velocity were performed. Besides, the results obtained in previous investigations were collected, analyzed and compared to evaluate the behavior of these substitutions in the time. The results show that the mortars continue to develop their properties over time, mainly electrical resistivity that had a significant increase after 360 days. Substitutions that had the behavior most appropriate were CBC 20%, 15% EAH and PN 30%. Accordingly, such substitutions could be used as a partial replacement of the CP in the preparation of mortars.

La presente investigación consiste en la caracterización físico-mecánica de morteros base cemento con substituciones parciales de distintos materiales potencialmente puzolánicos, con la finalidad de reducir el consumo de cemento Pórtland (CP) en la elaboración de morteros y/o concretos, sin que haya decremento de sus características mecánicas y de durabilidad. Además se pretende analizar la factibilidad de uso de algunos materiales que son provenientes de procesos industriales y que normalmente son considerados como desechos, es decir, no se les da otro uso. De acuerdo con lo mencionado anteriormente, nuestra contribución al cuidado del medio ambiente sería doble: por un lado, la disminución del cemento empleado ocasionaría una reducción de emisiones de CO2 y por otro lado, la disminución de residuos sólidos depositados en el suelo. Los materiales substitutos fueron: minerales de alta temperatura como metacaolín (MK), perlita expandida (PE) y perlita natural (PN); cenizas orgánicas como ceniza de bagazo de caña (CBC) y ceniza de elaboración de ladrillo (CEL); fibra de nopal (FN) y residuos industriales como escoria de alta horno (EAH), ceniza del horno BOF (CBOF) y carbón mineral (CM). Se elaboraron especímenes de mortero con substituciones de 5, 10, 15,20 y 30% de MK, PE, PN, CBC, CEL, EAH, CBOF y CM, y de 1.0, 1.5 y 2.0% de FN. Los especímenes fueron ensayados a los 1000 días de curado. Los ensayos realizados fueron: absorción capilar, velocidad de pulso ultrasónico y resistividad eléctrica. Además de los ensayos realizados; se recopilaron, analizaron y compararon los resultados obtenidos en investigaciones precursoras a ésta, con la finalidad de ver el comportamiento de estas substituciones en el tiempo. Los resultados muestran que los morteros siguen desarrollando sus propiedades a lo largo del tiempo, principalmente la resistividad eléctrica que tuvo un incremento notable con respecto a los 360 días.