Alkali-activated concretes based on fly ash and blast furnace slag: Compressive strength, water absorption and chloride permeability

Concretos álcali-activados basados en cenizas volantes y escorias siderúrgicas de alto horno: resistencia a compresión, absorción de agua y permeabilidad a cloruros

Los concretos basados en cementantes activados alcalinamente han atraído una atención considerable como nuevos materiales de construcción alternativos que pueden sustituir al cemento Portland (OPC) en diferentes aplicaciones. Estos cementantes se obtienen de la reacción química entre un activador alcalino y materiales alumino silicatos reactivos, también denominados precursores.Los precursores más habituales son cenizas volantes (FA), escoria de alto horno (GBFS) y metacaolin. El presente estudio evaluó propiedades tales como la resistencia a la compresión, la velocidad de absorción de agua (succión capilar) y la permeabilidad a cloruros de dos tipos de concreto activados alcalinamente (AAC): FA/GBFS 80/20 y GBFS/OPC 80/20. Como materiales de referencia se usaron los concretos OPC y GBFS/OPC*. La mayor resistencia a la compresión se observó en el concreto FA/GBFS, que reportó una resistencia 26,1 % mayor en comparación con el concreto OPC después de 28 días de curado. La resistencia a la compresión delos concretos álcali-activados FA/GBFS 80/20 y GBFS/OPC 80/20 fue de 61 MPa y 42 MPa a los 360 días de curado respectivamente.Estos AAC mostraron una baja permeabilidad al ion cloruro y una absorción de agua reducida. Se concluye que estos materiales presentan propiedades que son adecuadas para diversas aplicaciones en el sector de la construcción.

INTRODUCCIÓN

El cemento portland, con una producción anual de casi 3 Gt, se ha convertido en un material prevalente en la industria de la construcción (Juenger, Winnefeld, Provis, e Ideker, 2011; Gao, Shen, Shen, Liu, y Chen, 2016). Sin embargo, se considera que la industria del cemento es responsable de producir aproximadamente 2.000 millones de toneladas/año de CO2 (Qu, Martín, Pastor, Palomo, y Fernández-Jiménez, 2016), lo que supone entre el 5% y el 7% de las emisiones globales de CO2 antropogénico (Zhang, Han, Yu, y Wei, 2018). Las proyecciones sobre la demanda mundial de cemento Portland prevén que, en los próximos 40 años, se duplique la producción, alcanzando los 6 Gt/año (Gartner, 2004; Taylor, Tam, y Gielen, 2006). Además, según Zhang et al. (2018), la demanda suele superar las previsiones, como ocurrió en 2010. Por lo tanto, es imperativo actuar ahora para reducir cualquier emisión de CO2 relacionada con la producción de cemento. Esto ha motivado a la comunidad científica y a los productores de cemento a trabajar en diferentes alternativas, que incluyen nuevas materias primas, procesos de producción más amigables, combustibles menos contaminantes, un aumento de la vida útil de las estructuras y el desarrollo de nuevos tipos de cemento, entre otras áreas de actividad investigadora.