Destaca las propiedades del residuo de vidrio de sílice-soda-cal que permiten su uso como relleno en hormigones de ultra alto rendimiento
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i3.13801Palabras clave:
Residuos de Vidrio; Material de Cemento Suplementario; Sistemas HUAR.Resumen
El avance exponencial de las tecnologías de punta en el ámbito de la construcción civil, busca dotar a los materiales cementosos del potencial ecoeficiente ligado al desempeño mecánico que permite diferentes aplicaciones. Este trabajo tiene como objetivo evaluar el residuo de vidrio en cuanto al potencial puzolánico mediante ABNT NBR 5752:2014, así como verificar si a través de las pruebas de caracterización de fluorescencia de rayos X, difracción de rayos X y granulometría de difracción láser, si es viable de aplicación como material cementoso suplementario (masilla), en hormigón de ultra altas prestaciones. El residuo de vidrio sometido a las pruebas propuestas en este estudio, se trituró en trituradora de mandíbulas, se trituró en un molino de bolas de banco a 47 rpm y se tamizó en una malla de apertura de 75 µm (tamiz ABNT nº 200). Para la prueba de actividad puzolánica se utilizó cemento clase CP II F-40, arena normal, agua de la red de abastecimiento público y aditivo superplastificante para la mezcla con 25% del residuo en sustitución del cemento, mientras que, para las demás técnicas de caracterización, el residuo de vidrio se aplicó en su forma procesada (después del tamizado), seco o húmedo. El residuo de vidrio evaluado no alcanzó la tasa mínima del 75% establecida por ABNT NBR 5752:2014, logrando solo el 45,72%, siendo clasificado como no puzolánico, lo que indica su comportamiento inerte en presencia de hidróxido de calcio. Los ensayos de caracterización confirmaron, con base en la literatura especializada sobre hormigones de ultra alto rendimiento, su viabilidad como relleno al ser adoptado como materia prima alternativa para presentar composición química y mineralógica, además de distribución granulométrica, muy cercana a las empleadas en estudios que demostraron Resultados satisfactorios al utilizar el residuo de vidrio como insumo.
Citas
Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 5752 – Materiais pozolânicos – Determinação do índice de desempenho com cimento Portland aos 28 dias. Rio de Janeiro, 2014.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 7214 – Areia normal para ensaio de cimento – Especificação. Rio de Janeiro, 1982.
Bauer, L. A. F. (2019). Materiais de Construção – Vol. 2 (6. ed.). Rio de Janeiro: LTC.
Bouchikhi, A., Benzerzour, M., Abriak, N. E., Maherzi, W., & Mamindy-Pajany, Y. (2019). Study of the impact of waste glasses types on pozzolanic activity of cementitious matrix. Construction and Building Materials, 197, 626-640. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.180
Bradtmüller, H., Villas-Boas, M. C., Zanotto, E. D., & Eckert, H. (2020). Structural aspects of the glass-to-crystal transition in sodium-calcium silicate glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, 535, 119844. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119844
Cormack, A. N., & Du, J. (2001). Molecular dynamics simulations of soda–lime–silicate glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, 293-295, 283-289. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(01)00831-6
Cunha Oliveira, J. V. (2020). State of the art of the development of sustainable concrete for applications in conventional structures. Research, Society and Development, 9 (11), 1-19. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10272
Cunha Oliveira, J. V., Chagas, L. S. V. B., Meira, F. F. D. A., Carneiro, A. M. P., & Melo Neto, A. A. (2018). Avaliação do potencial pozolânico das cinzas do lodo de esgoto calcinado em argamassas de revestimento. In: 23° CBECIMat, Foz do Iguaçu, Paraná, Brasil, 2018. <https://bit.ly/3rFrtbW>.
Cunha Oliveira, J. V., Chagas, L. S. V. B., Meira, F. F. D. A., Carneiro, A. M. P., & Melo Neto, A. A. (2020). Study of the potential of adhesion to the substrate of masonry and tensile in the flexion in mortars of coating with gray of the sewage sludge. Materials Science Forum, 1012, 256-261. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.256
Cunha Oliveira, J. V., Meira, F. F. D. A., & Lucena, K. F. M. (2021). Application of mineral admixtures and steel fibers in experimental compositions for reactive powders concrete. Research, Society and Development, 10 (1), 1-18. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v10i1.11910
Evangelista, N., Tenório, J. A. S., & Oliveira, J. R. (2012). Pozolanicidade dos resíduos industriais, lã de vidro e lã cerâmica. Revista Escola de Minas, 65 (1), 79-85. http://dx.doi.org/10.1590/S0370-44672012000100011
Garcia, E., Cabral Junior, M., Quarcioni, V. A., & Chotoli, F.F. (2015). Avaliação da atividade pozolânica dos resíduos de cerâmica vermelha produzidos nos principais polos ceramistas do Estado de S. Paulo. Cerâmica, 61 (358) 251-258. http://dx.doi.org/10.1590/0366-69132015613581847
Greaves, G. N., Fontaine, A., Lagarde, P., Raoux, D., & Gurman, S. J. (1981). Local structure of silicate glasses. Nature, 293 (22), 611-616. https://doi.org/10.1038/293611a0
Jiang, Y., Ling, T. C., Mo, K. H., & Shi, C. (2019). A critical review of waste glass powder – Multiple roles of utilization in cement-based materials and construction products. Journal of Environmental Management, 242, 440-449. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.04.098
Jiao, Y., Zhang, Y., Guo, M., Zhang, L., Ning, H., & Liu, S. (2020). Mechanical and fracture properties of ultra-high performance concrete (UHPC) containing waste glass sand as partial replacement material. Journal of Cleaner Production, 277, 123501. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123501
L. Rodier, & H. Savastano Jr. (2018). Use of glass powder residue for the elaboration of eco-efficient cementitious materials. Journal of Cleaner Production, 184, 333-341. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.02.269
Lee, H., Hanif, A., Usman, M., Sim, J., & Oh, H. (2018). Performance evaluation of concrete incorporating glass powder and glass sludge wastes as supplementary cementing material. Journal of Cleaner Production, 170, 683-693. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.09.133
Mosaberpanah, M. A., Eren, O., & Tarassoly, A. R. (2019). The effect of nano-silica and waste glass powder on mechanical, rheological, and shrinkage properties of UHPC using response surface methodology. Journal of Materials Research and Technology, 8 (1), 804-811. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2018.06.011
Patel, D., Tiwari, R. P., Shrivastava, R., & Yadav, R. K. (2019). Effective utilization of waste glass powder as the substitution of cement in making paste and mortar. Construction and Building Materials, 199, 406-415. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.017
Pezeshkian, M., Delnavaz, A., & Delnavaz, M. (2019). Development of UHPC mixtures using natural zeolite and glass sand as replacements of silica fume and quartz sand. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 1-16. https://doi.org/10.1080/19648189.2019.1610074
Ramanathan, S., Croly, M., & Suraneni, P. (2020). Comparison of the effects that supplementary cementitious materials replacement levels have on cementitious paste properties. Cement and Concrete Composites, 112, 103678. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103678
Shelby, J. E. (2005). Introduction to Glass Science and Technology (2. ed.). Cambridge: The Royal Society of Chemistry.
Soliman, N. A., & Tagnit-Hamou, A. (2016). Development of ultra-high-performance concrete using glass powder – Towards ecofriendly concrete. Construction and Building Materials, 125, 600-612. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.08.073
Soliman, N. A., & Tagnit-Hamou, A. (2017a). Using glass sand as an alternative for quartz sand in UHPC. Construction and Building Materials, 145, 243-252. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.03.187
Soliman, N. A., & Tagnit-Hamou, A. (2017b). Partial substitution of silica fume with fine glass powder in UHPC: Filling the micro gap. Construction and Building Materials, 139, 374-383. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.02.084
Vaitkevičius, V., Šerelis, E., & Hilbig, H. (2014). The effect of glass powder on the microstructure of ultra high performance concrete. Construction and Building Materials, 68, 102-109. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.05.101
Vogel, W. (1994). Glass Chemistry (2. ed.). Berlin: Springer.
Wilson, W., Soliman, N. A., Sorelli, L., & Tagnit-Hamou, A. (2019). Micro-chemo-mechanical features of ultra-high performance glass concrete (UHPGC). Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 104, 102373. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2019.102373
Yu, R., Spiesz, P., & Brouwers, H. J. H. (2015). Development of an eco-friendly Ultra-High Performance Concrete (UHPC) with efficient cement and mineral admixtures uses. Cement and Concrete Composites, 55, 383-394. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.09.024
Yuritsyn, N. S. (2015). Nucleation of crystals in sodium-calcium-silicate glasses of the metasilicate section. Glass Physics and Chemistry, 41 (1), 112-115. https://doi.org/10.1134/S1087659615010253
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 João Victor da Cunha Oliveira; Frankslale Fabian Diniz de Andrade Meira; Kennedy Flávio Meira de Lucena
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
