Cerámicos base cemento portland con substituciones parciales de materiales orgánicos para incremento de la durabilidad

Abstract

Increasingly aggressive environmental conditions reduce the useful life of structures. Cement is the universal binder par excellence, but in its production emit large amounts of CO2 into the atmosphere. In the antiquity used the baba of nopal like waterproofing in the structures and in the present years exist historical structures restored with mortars of lime. Based on the ASTM-C-109/2002 standard, with a water / cement ratio = 0.68, three Portland cement (CP) mortar mixtures with partial substitutions of organic materials were designed: Starch (MZ) 2%, Starch 5% and combination Starch 2% - Nopal fiber (FN) 1.5%, with respect to the CP mass and a mortar mixture CONTROL (cement-sand-water). Its physical - mechanical performance was evaluated at ages of 7, 28, 45, 90, 150, 180 and 300 days; And for durability at 90 and 180 days. Physical evaluation: electrical resistivity, ultrasonic pulse rate, density. Evaluation under mechanical stresses: simple compression, direct tension, bending, indirect tension. Evaluation by durability: sulfate attack, capillary absorption, carbonation, chloride penetration and freezing and thawing. Being the mixture of Starch 5% the alternative with the best performance in both, the physical-mechanical stresses and the evaluation for durability. With the partial replacement of the cement; the problem of CO2 emissions to the atmosphere is significantly reduced and, consequently, energy saving and less environmental damage are encouraged.

Las condiciones cada vez más agresivas al ambiente disminuyen la vida útil de las estructuras. El cemento es el ligante universal por excelencia, pero en su producción se emiten grandes cantidades de CO2 a la atmósfera. En la antigüedad se utilizaba la baba de nopal como impermeabilizante en las estructuras y en años actuales existen estructuras históricas restauradas con morteros de cal. Se diseñó con base a la norma ASTM-C-109/2002, y con una relación agua/cemento= 0.68, tres mezclas de mortero base cemento Portland (CP) con substituciones parciales de materiales orgánicos: Almidón (MZ) 2%, Almidón 5% y combinación Almidón 2% - Fibra de Nopal (FN) 1.5%, con respecto a la masa del CP y una mezcla de mortero CONTROL (cemento-arena-agua). Se evaluó su desempeño físico – mecánico a edades de 7, 28, 45, 90, 150, 180 y 300 días; y por durabilidad a 90 y 180 días. Evaluación física: resistividad eléctrica, velocidad de pulso ultrasónico, densidad. Evaluación bajo solicitaciones mecánicas: compresión simple, tensión directa, flexión, tensión indirecta. Evaluación por durabilidad: ataque por sulfatos, absorción capilar, carbonatación, penetración de cloruros y congelamiento y deshielo. Siendo la mezcla de Almidón 5% la alternativa con el mejor desempeño tanto en las solicitaciones físico-mecánicas como en la evaluación por durabilidad. Con la sustitución parcial del cemento; se reduce sensiblemente el problema de emisiones de CO2 a la atmosfera, y en consecuencia se propicia un ahorro energético y una menor afectación al ambiente.