Determinación del índice de actividad puzolánica de materiales cementantes suplementarios disponibles en el mercado Colombiano
Informe de investigación
2020
Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
Los materiales cementantes suplementarios (MCS) son aquellos que por sus propiedades pueden ser utilizados en la industria del concreto como sustitución parcial del cemento. Dentro de éstos, podemos encontrar dos grupos: los materiales cementantes, que son aquellos con la capacidad de reaccionar directamente con el agua para formar productos hidratados estables, y las puzolanas. Las puzolanas son materiales inorgánicos o artificiales, silíceos o silico-aluminosos con porcentajes bajos de calcio, magnesio, hierro, potasio y sodio, que por sí solo no tienen valor cementante, pero que son capaces de reaccionar con el agua y el CH liberado del cemento Portland hidratado para formar productos de hidratación secundarios tipo CSH o CASH (Restrepo J. C., 2006)
Los materiales cementantes suplementarios hoy en día son una solución frente a los requerimientos de la industria de la construcción, debido a que, se busca una mejora en el desempeño y en la calidad del concreto con la sustitución parcial del cemento. Dependiendo del tipo de MCS se mejoran propiedades como la resistencia, durabilidad, manejabilidad, relación de vacíos, porosidad, resistencia de ataque a los sulfatos e impermeabilidad. Además, algunos de los materiales puzolánicos artificiales son residuos de procesos termoquímicos de producción, como la ceniza volante y las escorias siderúrgicas, presentando así, ventajas a nivel ambiental y económico adicionales.
El presente trabajo consistió en la determinación del índice de actividad puzolánica según norma ASTM C311, de 11 MCS disponibles en el mercado colombiano: metacaolín, humo de sílice, carbonato cálcico, micro-carbonato cálcico, harina de vidrio reciclado, polvo de vidrio reciclado, ceniza volante, ceniza de cascarilla de arroz, FC3R, escoria de alto horno y escoria de arco eléctrico.
Entre los resultados obtenidos se destaca que las escorias de alto horno y de arco eléctrico, debido a sus propiedades hidráulicas, fueron las que obtuvieron mayor índice de actividad puzolánica, siendo este valor de 1,43 y 1,36 respectivamente. Solamente el carbonato cálcico no cumplió con la norma ASTM C618, ya que, obtuvo un índice de actividad puzolánica de 0,62, siendo el límite inferior marcado de 0,75. Supplementary cementitious materials (MCS) are those that due to their properties can be used in the concrete industry as a partial replacement for cement. Within these, we can find two groups: cementitious materials, which are those with the ability to react directly with water to form stable hydrated products, and pozzolans. Pozzolans are inorganic or artificial, siliceous or silico-aluminous materials with low percentages of calcium, magnesium, iron, potassium and sodium, which by themselves have no cementitious value, but are capable of reacting with water and CH released from the Portland cement hydrated to form secondary hydration products type CSH or CASH (Restrepo JC, 2006)
Supplementary cementitious materials today are a solution to the requirements of the construction industry, since an improvement in the performance and quality of concrete is sought with the partial replacement of cement. Depending on the type of MCS, properties such as resistance, durability, manageability, void ratio, porosity, resistance to attack by sulfates and impermeability are improved. In addition, some of the artificial pozzolanic materials are residues of thermochemical production processes, such as fly ash and steel slags, thus presenting additional environmental and economic advantages.
The present work consisted of determining the pozzolanic activity index according to ASTM C311, of 11 MCS available in the Colombian market: metakaolin, silica fume, calcium carbonate, calcium micro-carbonate, recycled glass flour, recycled glass powder, fly ash, rice husk ash, FC3R, blast furnace slag and electric arc slag.
Among the results obtained, it is highlighted that blast furnace and electric arc slags, due to their hydraulic properties, were the ones that obtained the highest pozzolanic activity index, being this value 1.43 and 1.36 respectively. Only calcium carbonate did not comply with ASTM C618, since it obtained a pozzolanic activity index of 0.62, with the marked lower limit being 0.75.
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