Empleo de residuos de industria cementera y arrocera en micro-hormigón para paneles de viviendas de interés social en Uruguay

Sistemas constructivos no tradicionales se están utilizando actualmente en Uruguay para construcción de viviendas de interés social con subsidio gubernamental. Tal es el caso de un sistema denominado Emmedue (M2) que se basa en el empleo de paneles auto-portantes formados por poliestireno expandido y mallas de acero cuya morfología de diseño les permite recibir micro-hormigón en en obra. En este sistema para el micro-hormigón se limita la granulometría de los agregados para permitir la proyección en el panel (en especial sobre el panel vertical y el inferior de la losa). El micro-hormigón proyectado en cada cara de los paneles verticales, no puede ser inferior a 3cm de espesor y la carpeta de compresión en los paneles losa no menor a 5cm, siendo exigida una resistencia mínima para este micro-hormigón de fck= 25 MPa a los 28 días de edad. La ceniza de cáscara de arroz y el polvo de electro-filtro de industria cementera son residuos muy abundantes en nuestro país que no tienen aplicación específica. Por eso en este trabajo primeramente a partir de un micro-hormigón tomado como referencia, se estudia la variación de la resistencia a compresión a los 28 días de edad cuando se realizan mezclas binarias sustituyendo 5, 10, 15, 20 y 25% de cemento por estos residuos. Luego se estudia la incidencia económica que se produce por el empleo de esos residuos en la construcción de viviendas dúplex de 2 y 3 dormitorios, basadas en el sistema de paneles mencionado manteniendo la resistencia a compresión del micro-hormigón no inferior a 25MPa. Los resultados alcanzados permiten concluir que si bien el polvo de electro-filtro baja la resistencia y la ceniza de cáscara de arroz la sube, en relación a la referencia, hay porcentajes óptimos produciendo beneficios económicos y medioambientales su empleo.DOI:http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5936

Resistencia de los hormigones elaborados con árido reciclado frente a ciclos de hielo-deshielo

El sector de los pavimentos es una de las aplicaciones del hormigón donde mejor aceptación ha experimentado la utilización de áridos reciclados. Centrándose principalmente en la incorporación de áridos reciclados procedentes hormigón en su totalidad, debido a que se trata de un material inerte y con un gran potencial de reutilización. Los prometedores resultados alcanzados por esta aplicación, ya que satisfacen los criterios de construcción sostenible en lo referente a medio ambiente, economía y sociedad, han fomentado el interés por aumentar el espectro de materiales susceptibles de ser reciclados. Teniendo en cuenta el significativo volumen que supone en países como España y Portugal la fracción cerámica del total de los residuos de construcción y demolición, este estudio persigue analizar el comportamiento de los hormigones que incorporan áridos reciclados frente a ciclos de hielo-deshielo, prestando especial atención a los distintos porcentajes de cerámica existente. Para llevar a cabo este estudio se elaboran 3 tipos de hormigón: un hormigón convencional con árido 100% natural, un hormigón reciclado donde el 50% del árido grueso natural es sustituido por árido reciclado mixto, el cual posee un 33% de contenido cerámico (suministrado por la empresa madrileña Tecnología y Reciclado S.L.), y un segundo hormigón reciclado, donde el porcentaje de sustitución se mantiene en 50%, pero en este caso el árido reciclado procede de material cerámico en su totalidad (suministrado por la empresa leonesa Bierzo Recicla S.L.). En base a la norma EN 1339 (2004), las muestras se someten a 28 ciclos de hielo-deshielo en presencia de cloruros (solución con NaCl al 3%). La incorporación de sales descongelantes en el ensayo permite una mayor similitud entre las pruebas experimentales y la aplicación real en carreteras. Los resultados alcanzados demuestran que las caras moldeadas de los hormigones reciclados mantienen los niveles de resistencia a hielo-deshielo experimentados por el hormigón convencional cuando el porcentaje de material cerámico es bajo, y superan dichos niveles de resistencia cuando el porcentaje de cerámica aumenta. Para el caso de las superficies enrasadas, la presencia de árido reciclado supone una pérdida de resistencia a los ciclos de hielo-deshielo, siendo menos intensa esta pérdida cuanto mayor es el contenido cerámico existente en los áridos.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.6559

Uso de microfibras de vidrio para el control de la retracción autógena en compuesto cementicio

La aparición de hormigón de alto rendimiento (CAD) se basa en la preocupación por la durabilidad de la estructura, sino porque tienen un mayor refinamiento de los poros y el aumento del consumo de cemento, llegar a ser vulnerables a los efectos autógenas de la contracción, lo que aumenta la posibilidad de descifrar el hormigón. Una vez roto, facilitó la entrada de agentes agresivos en la estructura, promoviendo el deterioro, la pérdida de durabilidad y el avance de tiempo, la pérdida de la estabilidad mecánica. En este escenario, es importante para estudiar los métodos para luchar contra la deformación del hormigón debido a la retracción y las mejoras de materiales frontales a la capacidad de resistir el agrietamiento. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es investigar el efecto de la incorporación de microfibra de vidrio como agente de lucha para disminuir en compuestos de cemento de alto rendimiento. Por lo tanto, esta investigación se llevó a cabo pruebas de contracción libre, con el objetivo de describir la capacidad de la mezcla para deformar debido al efecto del fenómeno de contracción; prueba de la contracción restringida, dando como respuesta a la deformación y tiempo de aparición de material de craqueo; Además de la caracterización en estado fresco y endurecido. CADs se hicieron con agua / ligante (A / AGL) 0,25. Como agente para la lucha contra la contracción fue la fibra de vidrio se utilizan en cantidades de 0,20%; 0,25% y 0,30% del volumen del hormigón. Era, por lo tanto, estudió por el contenido, la incorporación de fibra ayudó a reducir la deformación debido a la contracción autógena libre, lo que resulta en una disminución del 50% durante 7 días. A través de la prueba de contracción restringida, fue posible observar que cuando la adición de fibra, el hormigón presenta una menor deformación, sin embargo, ya que es una prueba con una amplia dispersión de los resultados, no había ninguna diferencia significativa entre las mezclas como el tiempo requerido para el craqueo de la hormigón. En cuanto a las propiedades mecánicas mediante la incorporación de fibra fue una disminución en los valores de resistencia a la compresión y módulo de elasticidad de la mezcla a 7 días, un período que es extremadamente importante cuando se espera combate autógena agrietamiento por contracción. Este resultado se explica por el aumento de la cantidad de aire incorporado en la mezcla y el aumento de la cantidad de la zona de transición en la muestra.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.6300

Desempeño de compuestos con fibras de alcohol polivinílico y nano-fibras/tubos de carbono

La adición de fibras en compuestos a base de cemento portland es una práctica común para la prevención de la formación de grietas y para incrementan la resistencia a la flexión. En esta investigación, se estudiaran los compuestos fibro-reforzados (CFR) con fibras de polivinilo alcohol (PVA), reforzadas con nanofibras de carbono (NFC) o nanotubos de carbono (NTC). Los especímenes fabricados fueron ensayados a la resistencia a la flexión y a la conductividad eléctrica en agua o en solución con NaCl. Los resultados demostraron una dependencia de los especímenes al tipo de solución a la cual fueron expuestos. Se demostró que la sensitivdad a la deformación y a la solución de NaCl puede ser incrementada por la adición de los NTC. Los resultados en el incremento de la conductividad con los compuestos de NTC pueden ser escalables para las aplicaciones de monitoreo no-destructivo en estructuras de concreto que requieran una mejora integral bajo las cargas aplicadas y estabilidad en ambientes deletéreos.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.6473

Influência da adição de macrofibra polimérica no comportamento mecânico de concretos de alta resistência

O concreto simples possui um comportamento frágil, sofrendo ruptura com pequenas deformações ao ser submetido a esforços de tração ou compressão. Quanto maior o valor da resistência à compressão do concreto, mais frágil é sua matriz cimentícia, com a fratura ocorrendo de forma catastrófica. Esta deficiência pode ser minimizada com a adição de fibras ao concreto, o que promove um aumento da ductilidade do compósito, sendo ainda mais relevante em concretos com elevada resistência. Desta forma, o concreto reforçado com fibras, composto principalmente por cimento hidráulico, agregados, água e fibras descontínuas, já é realidade em diversos tipos de obras: pisos industriais, pavimentos de concreto, revestimento de túneis, pré-moldados, entre outros. As fibras de aço, cujo módulo de elasticidade é da ordem de 200 GPa, são tradicionalmente utilizadas como reforço primário do concreto, enquanto as fibras sintéticas, de menor rigidez, estão mais direcionadas ao controle da fissuração por retração no compósito. Recentemente, macrofibras poliméricas vêm sendo utilizadas no reforço primário do concreto, assim como as fibras metálicas, possuindo como vantagens não sofrer corrosão com redução do pH do concreto em ambientes agressivos e afetar em menor grau a trabalhabilidade da mistura. Porém, o comportamento da macrofibra polimérica como elemento de reforço no concreto estrutural ainda precisa ser melhor analisado para que haja uma utilização adequada deste material. Assim, o presente artigo se trata de um estudo experimental, no qual são adicionadas fibras de aço e macrofibras poliméricas em teores de 1,0% e 2,0%, em volume, em um concreto com resistência característica à compressão de 80 MPa, mantendo-se a mesma consistência para todas as misturas. Após os ensaios envolvendo a caracterização dos materiais, é feito um estudo de dosagem e, posteriormente, o comportamento mecânico dos concretos é avaliado por meio dos ensaios de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e resistência à tração na flexão. Com isto, é verificada a influência do teor e do tipo de fibra nas principais propriedades mecânicas de um concreto de alta resistência.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5313

Critérios para definição da composição de betões leves autocompactáveis com agregados de argila expandida

Este artigo descreve um estudo experimental que teve como objetivo a definição de parâmetros para a composição de betões leves autocompactáveis (LWSCC), incorporando agregados grossos de argila expandida e agregados finos de areia natural rolada. Assumiu-se como referência a metodologia proposta por Nepomuceno et al. para os betões autocompactáveis de densidade normal (SCC) e investigaram-se as alterações necessárias para obter os LWSCC. A campanha experimental incluiu a caracterização dos materiais constituintes, com especial ênfase na absorção dos agregados leves. Avaliou-se a curva granulométrica de referência para os agregados grossos leves e as propriedades do escoamento das argamassas adequadas à produção dos LWSCC. Investigou-se a relação entre os parâmetros da mistura e a resistência à compressão do betão, a massa volúmica seca e a trabalhabilidade (ensaio de espalhamento, ensaio de fluidez no funil-V e a capacidade de passagem na caixa-L). Foi ainda avaliada qualitativamente a segregação estática através da imagem da secção longitudinal de cilindros moldados. O estudo permitiu concluir que a absorção dos agregados leves constitui um aspeto relevante. Constatou-se que a curva de referência dos agregados grossos e as propriedades reológicas das argamassas propostas por Nepomuceno et al. para os SCC são adequadas à obtenção de LWSCC. No estado fresco, todos os betões cumpriram os critérios de autocompactabilidade e a análise qualitativa das secções longitudinais de cilindros revelou misturas homogéneas, sem segregação. Concluiu-se que a resistência à compressão dos LWSCC depende não só da razão água/cimento mas também do volume de agregados grossos leves na mistura. Por outro lado, o volume de agregados leves afeta a massa volúmica seca, pelo que a composição terá de resultar do equilíbrio entre a resistência à compressão e a massa volúmica pretendidas. Foram obtidas as correlações necessárias para a definição da composição de betões leves autocompactáveis com agregados de argila expandida. DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5352

Influencia de los regímenes de expansión y curado en el comportamiento de hormigones expansivos autocompactantes y convencionales

En este trabajo se evalúa el comportamiento y las prestaciones de hormigones autocompactantes expansivos (HACEs), comparándolos con hormigones expansivos de consistencia blanda. En la fabricación de estos hormigones se han empleado dos tipos de agentes expansivos: tipo K, basado en la formación de etringita, y tipo G, basado en la formación de portlandita. Se han analizado las propiedades físico-mecánicas, microestructurales y el comportamiento expansivo de estos hormigones bajo distintas condiciones de restricción y de curado. Los resultados obtenidos muestran que es posible diseñar HACEs, incluso empleando elevados contenidos de agentes expansivos, si bien el empleo de filler calizo es más aconsejable que el de cenizas volantes, debido a que estas últimas pueden limitar la expansión generada. Además, las condiciones de curado y la composición del hormigón influyen en la reactividad de los agentes expansivos. Por otro lado, las condiciones de expansión (libre o restringida) influyen en la resistencia a compresión y la estructura porosa de los hormigones, así como en la morfología y composición química de los hidratos promotores de la expansión.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5693

Efecto de la fisuración a edades tempranas en la durabilidad de hormigones autocompactantes

El uso de Hormigones autocompactantes (HAC) se ha incrementado durante los últimos años. Su comportamiento a edades tempranas (ET), junto a su facilidad de colocación aporta ventajas constructivas para la industria del hormigón encofrado in situ. Las propiedades autonivelantes y su capacidad de distribuirse con facilidad por la acción de su propio peso sin sufrir segregación obedecen al incremento de finos y a la reducción del tamaño de partículas en la mezcla. El uso de adiciones como el filler calizo, nanosílice, microsílice, metacaolín incrementa el volumen de la pasta y se considera que mejora la durabilidad del hormigón de resistencias moderadas. Sin embargo esta variación también afecta el proceso de hidratación y la formación de la microestructura en la medida que el material adquiere la estructura rígida. Para evaluar la mejora producida por las diferentes adiciones en el comportamiento a edades tempranas en condiciones de curado adversas y sus consecuencias en la durabilidad a largo plazo, se ha llevado a cabo un estudio experimental. El estudio se desarrolló en dos partes. Durante la primera etapa se monitorizó el proceso de formación de la microestructura en las primeras 24 horas bajo condiciones controladas de laboratorio (desecación superficial producida por efecto del viento) incrementando el riesgo de fisuración, y los efectos en la formación de la microestructura porosa del hormigón joven. En la segunda etapa, se midió la permeabilidad al aire y al agua en muestras de HAC que sufrieron fisuración a edades tempranas y otras no fisuradas de 5 años de edad. Se constató que las muestras fisuradas tienen una mayor permeabilidad al aire y al agua que las no fisuradas y que los valores de la permeabilidad al aire fueron similares en los HAC con adiciones minerales. A la vista de estos resultados se puede afirmar que la permeabilidad a largo plazo de los HAC estudiados depende más de la fisuración a edades tempranas que de la composición de la muestra. Una vez establecidos la permeabilidad, se evaluó la capacidad de las diferentes dosificaciones de soportar el ataque en ambientes agresivos, relacionando la permeabilidad del material con ensayos de velocidad de carbonatación, permeabilidad a cloruros, ensayo hielo-deshielo y comportamiento en entornos ácidos.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5615

Protocolo de valorización de residuos en la fabricación de materiales de base cemento: sedimentos dragados como componente de hormigón autocompactante

A pesar del gran esfuerzo de investigación que se ha llevado a cabo sobre el tema de la valorización de residuos en materiales de construcción, no se han encontrado protocolos para evaluar de forma sistemática la viabilidad de un residuo para formar parte de una matriz de base cemento. Acometer esta parte es el objetivo de esta investigación, que presenta unas reglas generales para analizar la viabilidad del uso de residuos en la fabricación de hormigón. El procedimiento se ilustra con un ejemplo, obteniendo hormigón autocompactante (SCC) que incorpora un sedimento dragado de un puerto español. La razón para elegir sedimento dragado como residuo se debe a que las contribuciones en este tema se han centrado fundamentalmente en la reutilización de residuos industriales y de demolición, no siendo tan frecuente encontrar trabajos en los que se incorporen sedimentos dragados en la fabricación de hormigón, a pesar de la gran cantidad de sedimentos que se dragan cada año en el mundo. Se ha elegido SCC como ejemplo por las características del propio residuo, considerando además las características de este material como tecnología intrínsecamente amigable desde un punto de vista medioambiental: fluye bajo su propio peso, eliminando la necesidad de vibrado, lo que implica un considerable ahorro energético, de horas hombre y de tiempo de construcción. Adicionalmente, contribuye a un entorno laboral más saludable al eliminar el impacto del ruido y la vibración, que a su vez repercuten en un bienestar social al acortar y hacer menos molestos los periodos de obras.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5637

Aditivos superplastificantes de última generación basados en polímeros PAE para el control de la viscosidad plástica del hormigón

La evolución de los aditivos para hormigón ha permitido reducir la huella de CO2 del hormigón gracias a la optimización de la cantidad y del tipo de cemento. La cumbre de esta evolución tecnológica se alcanzó con los aditivos superplastificantes basados en policarboxilatos.Los límites de utilización de estos aditivos, a diferencia de las tecnologías predecesoras, ya no se stablece por una propiedad o comportamiento del propio aditivo (por ejemplo, por causar retraso de fraguado u ocluir aire), sinó que está condicionado por aspectos del propio hormigón.En particular, el uso de los aditivos basados en PCE en hormigones convencionales está limitado por el impacto provocado sobre la viscosidad del hormigón, impidiendo incrementar el grado de optimización de los hormigones.Los aditivos superplastificantes de última generación basados en la tecnología de los polímeros PAE representa el último avance de la química para hormigón. Esta tecnología permite la producción de hormigones de reología mejorada con baja viscosiad. De este modo, con esta tecnología es posible sobrepasar los límites de uso identificados con los aditivos basados en PCE, permitiendo la posibilidad de optimizar el coste de los hormigones y aportando mayores reducciones de la huella de CO2 para aportar sostenibilidad en el sector de la construcción.En la ponencia se presentarán los conceptos y parámetros de la composición del hormigón que justifican los problemas de viscosidad cuando se trabaja con cantidades bajas de cemento y de agua, con especial émfasis sobre el impacto provocado por las variaciones de la relación volumétrica agua/finos. Del mismo modo, se presentará la tecnología PAE, su funcionamiento y sus aportaciones en la reducción de la viscosidad del hormigón.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5633