Performance under sulfate attack of concrete additioned with fluid catalytic cracking catalyst residue (FCC) and metakaolin (MK)

Desempeño frente a sulfatos de concretos adicionados con residuo de catalizador de craqueo catalítico (FCC) y metacaolín (MK)

En este trabajo se presenta la evaluación del desempeño de concretos adicionados con un residuo de catalizador de craqueo catalítico (FCC) frente al ataque de sulfatos. Los resultados son comparados con concretos adicionados con metacaolín (MK). Los análisis de los materiales puzolánicos incluyen la determinación del tamaño de partícula, la actividad puzolánica y la composición química y mineralógica. Se utilizaron diferentes porcentajes de adición de FCC como reemplazo de cemento, en proporciones de 0, 10, 20 y 30%; de manera similar, se elaboraron concretos adicionados con MK en un 20%. Se evaluó la resistencia a la compresión y el desempeño frente al ataque de sulfatos. Los resultados mostraron que los concretos adicionados con FCC y MK tuvieron un comportamiento mecánico similar a la muestra control; sin embargo, frente a la expansión fueron superiores. Adicionalmente, el desempeño de los dos tipos de concretos (FCC y MK) bajo la acción de la solución de sulfatos fue comparable; esto puede deberse a que el FCC y el MK presentan similitudes en cuanto a su composición química y mineralógica. Se destaca que después de 360 días de exposición las muestras con MK y FCC no presentaron deterioro importante.

Introducción

El hormigón armado sigue siendo el protagonista en la construcción de estructuras, debido a sus numerosas ventajas sobre otros materiales (Fernández, 2002). Es el material más utilizado en la industria de la construcción en los países desarrollados y en vías de desarrollo; en comparación con otros materiales es más barato y tiene una resistencia y durabilidad adecuadas, (Malhotra & Mehta, 1996).

El principal material aglutinante para producir hormigón es el cemento Portland; sin embargo, su producción genera grandes cantidades de gases de efecto invernadero, (Gartner, 2004). La reducción de estas emisiones de gases puede lograrse aumentando la eficiencia en el proceso de producción de cemento, reduciendo el consumo de combustible y reduciendo el uso de clinker (Price et al., 1999). Esto último se puede lograr mediante la incorporación de aditivos minerales en el momento de la fabricación del mortero u hormigón, además, el uso de aditivos minerales es una alternativa para mejorar la resistencia del hormigón a diferentes ambientes agresivos (Lothenbach et al., 2011). Por esta razón, se ha convertido en una práctica común el uso de adiciones de materiales cementantes, que suelen ser subproductos de procesos industriales u otros materiales de origen natural (García-Lodeiro et al., 2007; Sánchez de Rojas et al., 1996; Hwang & Sheen, 1991; Cohen & Bentur, 1998).