Resultados.
55
56
52
53
50
51
52
53
54
55
56
57
Mezcla
patrón
Mezcla 1
Mezcla 2
Mezcla 3
E
x
tens
ión
(cm)
Mezclas
Asentamiento por extensión
Mezcla patrón
Mezcla 1
Mezcla 2
Mezcla 3
69
La tabla 3,3 y la Figura 3,2 muestran los resultados de resistencia a compresión (MPa) obtenidos del ensayo de las probetas a las 24 horas, 3 días y 7 días.Tabla 3.3: Resumen de las probetas cilíndricas (150 x 300 mm) ensayadas a compresión.
Mezclas/tiempo 24 horas 3 días 7 días
Patrón 25,1 38,4 48,2
Mezcla 1 (15%) 21,2 34,7 46,4
Mezcla 2 (30%) 20 35,2 47,9
Mezcla 3 (45%) 17,2 32,9 46,8
Análisis
Figura 3.2: Resistencia de las cuatro mezclas a 24 horas y 3 y 7 días
Figura 3.2: Resistencia de las cuatro mezclas a 24 horas y 3 y 7 días Comparación de la mezcla patrón con las mezclas 1, 2 y3
Como se observa en la figura 3.2, en las primeras edades de 24 horas y 3 días las mezclas 1, 2 y 3 con 15%, 30% y 45 % de LC2 respectivamente, mostraron las mayores diferencias en sus valores de resistencia en comparación con la mezcla patrón debido a los efectos producidos por la adición puzolánica en la mezcla, lo cual causó que a tempranas edades el hormigón está en un proceso de endurecimiento más lento y al incrementarse la adición mineral las reacciones serán aún más lentas y por tanto se obtendrán menores resistencias a edades tempranas; no siendo así con los valores registrados para 7 días en donde se evidencian resistencias más cercanas a la patrón debido a que existe mayor tiempo de fraguado y mayor reacción de la adición mineral,
25.1
21.2
20
17.2
38.4
34.7
35.2
32.9
48.2
46.4
47.9
46.8
0
10
20
30
40
50
60
Mezcla
patrón
Mezcla 1
Mezcla 2
Mezcla 3
Re
s
is
ten
c
ia
(M
P
a
)
Mezclas
Resistencia a compresión
24 horas
3 días
7 días
70
donde las arcillas calcinadas, ricas en alúmina, comienzan a reaccionar con el carbonato de calcio y brindan una mayor compacidad a la matriz y por tanto el hormigón comienza a elevar sus valores de resistencia. Comparación entre las mezclas 1,2 y3
Como se observa en la figura 3.2 la mezcla que obtiene mejores resultados de resistencia es la mezcla 2 que contiene 30% de la adición mineral. Esto se evidencia porque; aunque es cierto que a las 24 horas presenta un valor de resistencia menor que el de la mezcla 1 para el mismo tiempo, lo cual no es de vital importancia por ser una edad demasiado temprana; se observa como a los 3 y 7 días, esta mezcla alcanza valores de resistencia superiores a los de las mezclas 1 y 3. En la mezcla 3 existe un 45 % de adición mineral y se evidencia como va disminuyendo la resistencia con relación a la mezcla 2, esto podría cambiar con el transcurso del tiempo o sea a la edad de 28 días, periodo para el cual el hormigón alcanza su resistencia máxima.
Con los resultados obtenidos hasta el momento podemos expresar que la mezcla 2 con 30 % de adición mineral muestra los mejores resultados, los cuales pudieran mantenerse a la edad de 28 días, donde se hayan completado las reacciones de hidratación en el sistema.
3.3 Conclusiones parciales del capítulo.
En cuanto a reología (asentamiento y resistencia) podemos decir que la mezcla 2 presenta los mejores resultados de resistencia y aunque es la de menos asentamiento, este está por encima de 50 cm por lo que presenta la laborabilidad exigida.
El aspecto y la ligera segregación presentes en la mezcla de sustitución al 15% de LC2 puede venir dad por la deficiencia de finos en la mezcla, dado que se reducen 100 kg de cemento y se sustituyen por 53 kg de LC2, cuya finura no es adecuada. Ver Figura 3.3
La mezcla de sustitución al 30% de LC2, presenta valores de resistencia a la compresión ligeramente superior al resto de las mezclas con adición, lo que podría indicar mejores resultados a los 28 días, caracterizada además por su homogeneidad y adecuado volumen en finos.
71
Figura 3.3 Fotos tomadas a las mezclas con adición Los asentamientos requeridos para las mezclas estudiadas, arrojaron resultados superiores a los 50 cm, lo que permite trabajar con los valores de laborabilidad exigidos.
Las mezclas con adiciones de LC2 muestran valores bajos de resistencia a edades tempranas dado por el efecto de la adición en la mezcla, no siendo así con las resistencias obtenidas a mayores edades, 7 días, donde las mezclas estudiadas se acercan a la resistencia obtenida por la mezcla patrón a la misma edad.
Los mejores resultados de resistencias a la compresión a los 7 días se definen para la mezcla 2 con 30% de adición de LC2 al compararse con las mezclas patrón, 15% y 45% (mezclas 1 y 3).
En cuanto a durabilidad podemos decir que la mezcla 3, con valores deresistencia similares, es la más duradera dado que presenta el mayor contenido de LC2 lo que hace que se reduca la porosidad y por tanto aumente la resistencia al ingreso de los iones cloruros.
72
CONCLUSIONES GENERALES
1. Es real la necesidad de mejorar la durabilidad de los hormigones frente a la acción de agentes agresivos externos. La literatura registra que el uso de adiciones minerales activas a los hormigones como las arcillas calcinadas con bajo grado de pureza constituye una alternativa viable para mejorar las prestaciones de los hormigones actuales y al mismo tiempo influye de manera positiva en el perfil medioambiental de este material.
2. Las mezclas con adiciones de LC2 muestran valores bajos de resistencia a edades tempranas dado por el efecto de la adición en la mezcla, no siendo así con las resistencias obtenidas a mayores edades, 7 días, donde las mezclas estudiadas se acercan a la resistencia obtenida por la mezcla patrón a la misma edad.
3. Los mejores valores de resistencia a los 7 días se obtuvo para la mezcla 2 con adición del LC2 al 30%, la resistencia alcanzada fue de 47,9 MPa la cual resultó ser un 99,4% aproximadamente de la mezcla patrón y superior a las mezclas 1 con un 15% de LC2 y 2 con un 45% de LC2.
4.
De los resultados de resistencia obtenidos se puede inferir que mantenimiento contante las cantidades de cemento en las mezclas, la incorporación progresiva de adición de LC2, no tiene una influencia apreciable sobre la resistencia a la compresión a las distintas edades.73
RECOMENDACIONES
1. Realizar los ensayos de resistencia a los 28 días a las probetas de hormigón que quedaron en el proceso de curado en el laboratorio de la Planta de Hormigón en el Cayo Santa María y expresarlos en la exposición final, así como ensayos de durabilidad para tener datos más exactos sobre el comportamiento de estos. 2. Elaborar especímenes para el sitio de exposición que permitan evaluar la
permeabilidad y durabilidad en el tiempo.
3. Realización de los trabajos de hormigonado en pequeñas plantas para evaluar el comportamiento de mayores volúmenes de mezclas con esta adición mineral. 4. Evaluar los resultados de resistencia a la compresión en mezclas con por cientos
74
BIBLIOGRAFÍA
Aguado Crespo, F. (1990). Introducción a la Construcción. .
Aguilar, Y. (2015). Cementos de bajo carbono LC3 producidos en condiciones
de pequeña escala, para la fabricación de bloques huecos de hormigón
hidráulico y hormigones de hasta 20 MPa". Tesis de Diploma,
Universidad Central ¨Marta Abreu¨ de las Villas.
Al-Akhras, N. M. (2006). Durability of metakaolin concrete to sulfate attack.
Cement and concrete research, 36, 1727-1734.
Alonso, S. P. (2001). Calorimetric study of alkaline activation of calcium
hydroxidemetakaolin solid mixtures. Cement and Concrete Research, 31,
25 - 230.
Alujas, A. (2010). Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en
Ciencias Técnicas. Universidad Central ¨Marta Abreu¨ de Las Villas.
Obtención de un material puzolánico de alta reactividad a partir de la
activación térmica de una fracción arcillosa multicomponentes.
Alvarez Ibarra, C. (2014). Evaluación de las propiedades de los morteros de
albañilería con CBC". Universidad Central ¨Marta Abreu¨ de las Villas.
Ambroise, J. S. (1994). Properties of Metakaolin blended cements. Advanced
Cement Based Materials. 1(4): p. 161-168. .
Arriola, J. M. (2009). Diseño de morteros con cementos hidráulicos para la
construcción de muros con elementos de mampostería. Trabajo de
Diploma. Guatemala, Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de San
Carlos de Guatemala. .
Artiles, J. (2015). Informe Técnico a Comité Técnico de Normalización No. 37
‟Hormigones y morteros”.
Bai, J. W. (2003). Chloride ingress and strength loss in concrete with different
PC–PFA–MK binder compositions exposed to synthetic seawater.
Cement and Concrete Research, 33, 353-362. .
Bakharev, T. (1999). et al. (1999) Effect of elevated temperature curing on
properties of alkali-activated slag concrete, Cement and Concrete
Research, 29, 1619–1625.
Becker, E. A. (s.f). Cemento Portland. Características y recomendaciones de
uso. .
Bernal, A. D. (2017). Formulación y evaluación de cementos de bajo carbona
con arcillas calcinadas del yacimiento Neptuno, Artemisa. Santa Clara.
Cabrera, D. R. (2010). Durabilidad en Hormigones producidos con puzolanas a
partir de arcillas calcinadas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las
Villas.
75
Campos, J. A. (2009). El concreto como solución sustentable.
Castillo, J. L. (nd). s.d. Monografía. Compactación. , s.l.: [Online]. Available:
Monografías.com.htm.
Castillo, R. (2010). Puzolanas de alta reactividad a partir de la activación
térmica y mecánica de una arcilla caolinítica de baja pureza. Tesis en
opción al título de Doctor en Ciencias Técnicas, Universidad Central
"Marta Abreu" de Las Villas.
COL. (nd). s.d. Curado del hormigón., s.l.: Available:
http://www.icpa.org.ar/publico/files/curado_del_hormigon.pdf..
Delgado, L. M. (2015). Formulación de cementos de bajo carbono con
sustituciones del 60 y 75 porciento de clínquer por adiciones de caliza-
arcilla calcinada en la planta de cemento de Siguaney. Trabajo Diploma.
Santa Clara.
Días Fernández, B. (2007). Control de la Corrosión del Acero en Hormigón,
Agentes Químicos y Factores Mecánicos. Tesis Doctoral, Universidad de
Vigo.
Dopico, J. &. (2008). Desarrollo de hormigones con aglomerante cal-puzolana
fina como material cementicio suplementario., s.l.: s.n.
Dopico, J. (2009). Contribución al uso de la adición mineral cal- puzolana, como
sustituta parcial de altos volúmenes de Cemento Pórtland en la
obtención de un hormigón estructural. Universidad Central ¨Marta Abreu¨
de las Villas.
Echavarria, S. G. (nd). Manufactura del Cemento Porland [Online]. Universidad
Veracruzana Poza Rica, Veracruz, México. Available:
www.monografias.com.
Estopiñales, A. R. (2016). Proyecto de norma cubana para la utilización de
arcillas calcinadas como material cementicio suplementario basadas en
la modificación de las NC 527:2013 y NC 528:2013.Universidad Central
“Marta Abreu” de Las Villas.
Evangelista, N. (2011). Estudo da utilização de resíduos industriais de lã
cerâmica e lã de vidro em argamassas e concretos”. . Tesis presentada
en opción al grado científico de Doctor Universidad Federal de Ouro
Prato.
Fernández Cánovas, M. (2007). Hormigón.
Fernandez, L. (2013). Obtención de cementos ternarios con altos niveles de
sustitución del clínker a partir de la utilización de fuentes de materias
primas nacionales. Tesis de.
Fernández, R. ,. (2011). The origin of the pozzolanic activity of calcined clay
minerals: A comparison between kaolinite, illite and montmorillonita, s.l.:
s.n.
76
Frias, M. a. (2001). Influence of MK on the reaction kinetics in MK/lime and MK-
blended cement systems at 20[degree sign]C. Cement and Concrete
Research. 31(4): p. 519-527. .
García, A. J. (2017). Trabajo Diploma.EVALUACIÓN DE LA ADICIÓN (LC2) DE
ARCILLA CALCINADA-CALIZA-YESO, EN HORMIGONES DE 35 MPA
DESTINADOS A AMBIENTES AGRESIVOS.
Gongalve, J. T. (2009). Performance evaluation of cement mortars modified
with metakaolin or ground brick. Construction and Building Materials, 23,
1971-1979.
González, A. G. (2009). Caracterización y utilización de puzolanas como
aditivos minerales activos en cementos. Aplicación en viviendas de bajo
coste. Valencia.
Heller-Kallai. (2010). Handbook of clay science. .
Hernández, A. F. (2014). DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN POR EL
MÉTODO A.C.I. Y EFECTOS DE LA ADICIÓN DE CENIZAS
VOLANTES DE TERMOTASAJERO EN LA RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN.
Hernández, S. C. (2017). Tesis ded Diploma. Universidad Central Marta Abreu
de Las Villas. Evaluación de la calcinación semi-industrial de arcilla del
yacimiento Neptuno en Artemisa para la producción de una adición
mineral activa a base de arcilla calcinada, yeso y caliza (LC2).
Justice, J. (2005). et al. 2005 Comparison of Two Metakaolins and a Silica
Fume Used as Supplementary Cementitious Materials. in Seventh
International Symposium on Utilization of High-Strength/High
Performance Concrete. Washington D.C.
JUSTICE, J. M. (2005). Evaluation of metakaolins for use as supplementary
cementitious materials.
K., F. M. (2011). The origin of the pozzolanic activity of calcined clay minerals:
A comparison between kaolinite, illite and montmorillonita, s.l.: s.n.
Lawrence, P. (2005). et al. (2005) Mineral admixtures in mortars effect of type,
amount and fineness of fine constituents on compressive strength,
Cement and Concrete Research, 35, 1092–1105.
Mahmoud Abdelkader, S. (2010). Influencia de la composición de distintos
hormigones en los mecanismos de transporte de iones agresivos
procedentes de medios marinos.
Martirena, J. F. (2003). Una alternativa ambientalmente compatible para
disminuir el consumo de aglomerante de clínker de cemento Pórtland: el
aglomerante cal-puzolana como adición mineral activa., s.l.: s.n.
Martirena, J. F. (2011). Reporte sobre Estudio de factibilidad para la producción
77
Martirena, J. F. (2015). La producción local del cemento de bajo carbono LC3.
Primer taller regional de capacitación en la producción local del cemento
de bajo carbono LC3.Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
Martirena, J. F. (2016). IV Convención Internacional de la Ingenieria en
Cuba.Tendencias actuales de la producción sostenible de cemento.
Mathieu, A. (2013). "Investigation of cement substitution by blends of calcined
clays and limestone". Pour l'obtention du grade de docteur ès sciences,,
ÉCOLE.
Megat. (2011). Influence of supplementary cementitious materials on
engineering properties of high strength concrete. Construction and
Building Materials.
Mena, K. (2013). Evaluación de hormigones a partir del uso de nuevos
aglomerantes ternarios sobre la base del sistema clínquer- arcilla
calcinada-carbonato de calcio. Tesis de Diploma, Universidad Central
"Marta Abreu" de Las Villas.
Montenegro, J. (2011). Consideraciones en el mezclado del concreto, s.l.: s.n.
Morales. (2010). Influencia del empleo de sulfato de sodio como activador
químico en morteros de cemento con adiciones cal-
puzolana.Universidad Central ¨Marta Abreu¨ de las Villas.
NC 251: 2013 Áridos para Hormigones Hidráulicos – Requisitos. (s.f.).
NC 54 205:80 Clasificado como cemento Portland P-35. (s.f.).
NC 724: 2015 Ensayos del Hormigón. Resistencia del hormigón en estado
endurecido. (s.f.).
NC 755: 2010. Contenido total de humedad evaporable mediante secado. (s.f.).
NC 980-2013: Cemento Hidráulico. Determinación de la finura y la superficie
específica. (s.f.).
NC ISO 1920-2:2010 Ensayos al Hormigón-Parte 2: Propiedades del hormigón
fresco. (s.f.).
NC ISO 1920-3:2010 Ensayos al Hormigón-Parte 3: Elaboración y Curado de
Probetas para Ensayos. (s.f.).
NC120:2014 Hormigón hidráulico. Especificaciones . (s.f.).
NC-412, 2005 “Guía para la preparación, mezclado, transporte y vertido del
hormigón”. . (s.f.).
Orrala Yagual F. A. & Gómez Suárez, F. G. (2015). Estudio de la resistencia a
la compresión del hormigón con adición de puzolana obtenida de la
calcinación de residuos del cultivo de maíz producido en la provincia de
78
P. Kumar Mehta, P. J. (2001). Concrete Microstructure, Properties and
Materials.
PANE, I. A. (2005). Investigation of blended cement hydration by isothermal
calorimetry and thermal analysis. Cement and Concrete Research, 35(6),
1155-1164.
Pérez Cabrera, F. 2. (2013). "Cuba, pionera en la producción de cemento
ecológico". Granma.
Perez, K. M. (2016). Evaluación del comportamiento de un cemento ternario de
base clínquerarcilla calcinada-carbonato de calcio utilizando arcilla de
bajo contenido de caolinita.
Ramos, M. A. (2017). Dosificación de hormigones para diferentes condiciones
de agresividad en función de la NC 120: 2014 con cemento de bajo
carbono (LC3) y Portland. Santa Clara.
Rivas, V. R. (2012). Geología y caracterización física de puzolanas de la zona.
Guatemala.
Rodrígez, D. (2010). Durabilidad en hormigones producidos con puzolanas a
partir de arcillas calcinadas. Universidad Central ¨Marta Abreu¨ de la
Villas.
Sabir, B. W. (2001). Metakaolin and calcined clays as pozzolans for concrete: a
review. Cement and Concrete Composites, 23, 441-454.
Salazar, A. (2000). Guia práctica. Morteros de pega para muros de
mampostería".
SARA, G. R. (s.f.). Manufactura del Cemento Porland [Online]. Veracruz,
México: Available: www.monografias.com. .
SCRIVENER, K. L. (2008). Innovation in use and research on cementitious
material, Cement and Concrete Research. 38, 128–136. .
Scrivenver, K. (2008). Innovation in use and research on cementitious material,
, s.l.: Cement and Concrete Composites.
Shi, C. D. (2001). Comparison of different methods for enhancing reactivity of
pozzolans. Cement and Concrete Research, 31, 813-818.
Silverio, S. (2016). Evaluación de arcillas de bajo grado de caolinita del
depósito El Yigre para la producción de cemento de bajo carbono.
Universidad Central ¨Marta Abreu¨ de las Villas.
Smith-Gillespie, A. (2010). Low Carbon Technology Cooperation. A framework
for EUChina Dialogue. Third Generation Environmentalism Ltd (E3G).
Talero, R. (2005). Performance of metakaolin and Portland cements in ettringite
formation as determined by ASTM C 452-68: kinetic and morphological
79
TALERO, R. (2005). Performance of metakaolin and Portland cements in
ettringite formation as determined by ASTM C 452-68: kinetic and
morphological differences. Cement and Concrete Research, 35, 1269-
1284. .
Vanderley, M. J. (2002). "On the sustainability of the Concrete." UNEP Journal
Industry and Environment. .
Vizcaino. (2014). Cemento de bajo carbono a partir del sistema cementicio
ternario clínquer – arcilla calcinada - caliza. Tesis presentada en opción
al grado científico de Doctor en Ciencias Técnicas, Universidad Central
¨Marta Abreu¨ de las Villas.
Zalazar. (2002). ¨Síntesis de la tecnología del concreto. Una manera de
entender a los materiales compuestos”. Cali.
Zhang, M. a. (1995 ). Characteristics of a thermally activated aluminosilicate
pozzolanic material and its use in concrete. Cement and Concrete
Research. .
80
ANEXOS
Anexo 1: Fotos tomadas durante la calcinación de la arcilla.