Hormigones de ultra alto rendimiento fabricados con a partir de la inserción de residuos de vidrios como material de cemento suplementario
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i7.16988Palabras clave:
Residuos de Vidrio; Sistemas HUAR; Sustentabilidad.Resumen
Las técnicas de fabricación de concreto de cemento Portland en el mundo tienen una inmensa variabilidad, ya que cada ubicación concentra recursos naturales con características únicas, a veces similares, pero con condiciones de proceso siempre diferentes, tales como: mano de obra, equipos, condiciones ambientales, procesamiento, almacenamiento, entre otros. El objetivo de este trabajo es desarrollar composites cementosos mediante la sustitución parcial de adiciones minerales por residuo de vidrio en polvo, evaluando el comportamiento físico-mecánico mediante resistencia a la compresión axial, así como la producción de fases hidratadas mediante difracción de rayos X, ambos a 28 días. Se utilizaron cemento, sílice activa, metacaolín, residuos de vidrio, superplastificante a base de éter policarboxílico y agua a baja temperatura para hacer diferentes composiciones de hormigón de ultra alto rendimiento. La preparación se realizó con la ayuda de un mezclador mecánico de mesa y la densificación se realizó con la ayuda de un vibrador de inmersión en moldes cilíndricos de 50 x 100 mm. Después del desmoldeo, las probetas recibieron tratamiento térmico, con isoterma a 60 °C durante 36 horas, seguido de curado húmedo en un tanque de hidróxido de calcio saturado, hasta que se realizaron las pruebas de resistencia a la compresión y difracción de rayos X. Los resultados muestran que la composición añadida con el residuo, en sustitución del metacaolín, se comportó correctamente, con una resistencia a la compresión equivalente a la composición de referencia (sílice activa + metacaolín), así como la producción de los mismos compuestos hidratados. Sin embargo, la aplicación de solo el residuo de vidrio o metacaolín, redujo la intensidad de las reacciones puzolánicas, debido a la presencia de un alto contenido de hidróxido de calcio en las composiciones, lo que nos permite concluir que el residuo de polvo de vidrio es viable como relleno, al reemplazar el metacaolín en presencia de sílice activa, ya que no compromete el rendimiento de las mezclas realizadas.
Citas
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5738 – Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro, 2015.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5739 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2018.
Bauer, L. A. F. (2019). Materiais de Construção – Vol. 1 (6. ed.). Rio de Janeiro: LTC.
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. (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. (2021a). 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
Cunha Oliveira, J. V., Meira, F. F. D. A., & Lucena, K. F. M. (2021b). Highlights on the properties of the soda-lime-silicate glass residue that enable its use as filler in ultra-high performance concrete. Research, Society and Development, 10 (3), 1-11. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v10i3.13801
Dixit, A., Du, H., & Pang, S. D. (2020). Marine clay in ultra-high-performance concrete for filler substitution. Construction and Building Materials, 263, 120250. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120250
Dong, Y. (2018). Performance assessment and design of ultra-high performance concrete (UHPC) structures incorporating life-cycle cost and environmental impacts. Construction and Building Materials, 167, 414-425. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.02.037
Hiremath, P. N., & Yaragal, S. C. (2017). Influence of mixing method, speed and duration on the fresh and hardened properties of Reactive Powder Concrete. Construction and Building Materials, 141, 271-288. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.03.009
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
Kang, S. H., Hong, S. G., & Moon, J. (2019). The use of rice husk ash as reactive filler in ultra-high performance concrete. Cement and Concrete Research, 115, 389-400. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.09.004
Kusumawardaningsih, Y.; Fehling, E.; Ismail, M., & Aboubakr, A. A. M. (2015). Tensile strength behavior of UHPC and UHPFRC. Procedia Engineering, 125, 1081-1086. http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.166
Liu, T., Wei, H., Zou, D., Zhou, A., & Jian, H. (2020). Utilization of waste cathode ray tube funnel glass for ultra-high performance concrete. Journal of Cleaner Production, 249, 119333. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119333
Matte, V. (1999). Durabilite des betons a ultra hautes performances: role de la matrice cimentaire. Thèse de doctorat, L'Ecole Normale Superieure De Cachan et L'Universite De Sherbrooke, Sherbrooke, Quebec, Canada.
Medina, E. A. (2011). Pozolanicidade do metacaulim em sistemas binários com cimento Portland e hidróxido de cálcio. Dissertação de mestrado, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil.
Richard, P., & Cheyrezy, M. (1995). Composition of reactive powder concretes. Cement and Concrete Research, 25 (7), 1501-1511. https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00144-2
Santos, B. S., Albuquerque, D. D. M., & Ribeiro, D. V. (2020). Effect of the addition of metakaolin on the carbonation of Portland cement concretes. IBRACON Structures and Materials Journal, 13 (1), 1-18. http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952020000100002
Sohail, M. G., Kahraman, R., Nuaimi, N. A., Gencturk, B., & Alnahhal, W. (2021). Durability characteristics of high and ultra-high performance concretes. Journal of Building Engineering, 33, 101669. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101669
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
Tafraoui, A., Escadeillas, G., & Vidal, T. (2016). Durability of the Ultra High Performances Concrete containing metakaolin. Construction and Building Materials, 112, 980-987. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.169
Vanderlei, R. D. (2004). Análise experimental do concreto de pós reativos: dosagem e propriedades mecânicas. Tese de doutorado, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, Brasil.
Wang, X., Yu, R., Shui, Z., Zhao, Z., Song, Q., Yang, B., & Fan, D. (2018). Development of a novel cleaner construction product: Ultra-High Performance Concrete incorporating lead-zinc tailings. Journal of Cleaner Production, 196, 172-182. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.058
Yang, R., Yu, R., Shui, Z., Gao, X., Xiao, X., Fan, D., Chen, Z., Cai, J., Li, X., & He, Y. (2020). Feasibility analysis of treating recycled rock dust as an environmentally friendly alternative material in Ultra-High Performance Concrete (UHPC). Journal of Cleaner Production, 258, 120673. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120673
Zhang, B.; He, P., & Poon, C. S. (2020). Improving the high temperature mechanical properties of alkali activated cement (AAC) mortars using recycled glass as aggregates. Cement and Concrete Composites, 112, 103654. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103654
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