Evaluation of the Permeation Properties of Concrete Added with a Petrochemical Industry Waste

Abstract

In this work, the evaluation of the performance of concrete added with a petrochemical industry waste called Fluid Catalytic Cracking Catalyst residue (FCC) from a Colombian petroleum company is presented. Results of this concrete are compared, with the results of concrete added with a pozzolan with similar characteristics such as the Metakaolin (MK). The analysis of the pozzolanic materials included the determination of the particle size, the pozzolanic activity, and the chemical and mineralogical composition. Different percentages of FCC were used as Portland cement replacement in proportions of 0, 10, 20 and 30 %; similarly concrete added with 20 % of MK as replacement was elaborated. The curing time was 28, 56, 90 and 180 days. These concretes were evaluated through the permeation properties such as: total absorption, porosity, surface absorption and capillary absorption. Results showed that concrete with FCC and MK had similar behavior, and slightly superior than the control sample. The total absorption and porosity were less than 3 % and 10 % respectively for the all of the samples; it means that these concretes had good quality and compactness. The results of surface absorption and capillary absorption showed that these concretes had low permeability too. This behavior is enhanced with the curing age.

En este trabajo se presenta la evaluación del desempeño de un concreto adicionado con un residuo de la industria petroquímica denominado residuo de catalizador de craqueo catalítico fluido (FCC) proveniente de una empresa petrolera colombiana. Se comparan los resultados de este concreto, con los resultados de un concreto adicionado con una puzolana de características similares como es el Metacaolín (MK). El análisis de los materiales puzolánicos incluyó la determinación de la granulometría, la actividad puzolánica y la composición química y mineralógica. Se utilizaron diferentes porcentajes de FCC como sustituto del cemento Portland en proporciones de 0, 10, 20 y 30 %; igualmente se elaboró un hormigón añadido con un 20 % de MK como sustituto. El tiempo de curado fue de 28, 56, 90 y 180 días. Estos hormigones fueron evaluados a través de las propiedades de permeabilidad tales como: absorción total, porosidad, absorción superficial y absorción capilar. Los resultados mostraron que los hormigones con FCC y MK tuvieron un comportamiento similar, y ligeramente superior a la muestra de control. La absorción total y la porosidad fueron inferiores al 3 % y al 10 %, respectivamente, para todas las muestras; esto significa que estos hormigones tenían una buena calidad y compacidad. Los resultados de la absorción superficial y la absorción capilar mostraron que estos hormigones tenían también una baja permeabilidad. Este comportamiento aumenta con la edad de curado.