Revalorización de la roca dolomítica proveniente de Sierras Bayas, Olavarría, Provincia de Buenos Aires : su utilización como material suplementario de cemento, MSC

• Autores: Di Salvo Barsi, Antonela
• Año de publicación: 2021
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Irassar, Edgardo Fabián; Trezza, Mónica Adriana
• Materia: Hormigón; Clinker; Curva granulométrica; Roca dolomítica; Composición mineralógica; Sierras Bayas; Buenos Aires; Olavarría; Argentina; Ingeniería civil; Cemento; Agrimensura
• Institución: Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires

El producto en masa más manufacturado del planeta es el cemento. Combinado con agua y agregados minerales, forma materiales de base cementícea, como el hormigón, el segundo producto más utilizado en el mundo después del agua. Debido a las elevadas emisiones de gases de efecto invernadero liberadas durante el proceso de fabricación del clinker, una forma de mitigación es reducir el factor clinker en el cemento incorporando distintos materiales suplementarios del cemento, MSC. La reducción de las emisiones para lograr un cemento más amigable con el medio ambiente, deben ser sin desmejorar las propiedades del cemento a temprana y tardía edad. La incorporación de MSC puede tener diversas funciones: completar la curva granulométrica, obstruir los poros capilares e interactuar en el proceso de hidratación. El MSC más utilizado mundialmente es el filler calizo. El efecto del filler es mayoritariamente físico, ya que actúa como relleno entre los granos del clinker acelerando la hidratación del C3S y de la fase aluminato. Cuando se habla de la incorporación de filler, se hace referencia exclusivamente al filler calizo, debido a que las normas limitan el contenido de CaCO3 en los materiales para ser utilizados en la fabricación de cemento portland con filler, a valores muy elevados. En algunos países, los depósitos de materia prima no satisfacen este requisito de calidad y por ello surge la necesidad de investigar otras fuentes de carbonato, como la roca dolomítica. Las propiedades mecánicas y durables de pastas y morteros con filler calizo han sido ampliamente estudiadas, además de estar normalizado mundialmente. Sin embargo, es necesario ampliar el conocimiento de la incorporación de filler de diferente composición mineralógica. El objetivo de esta tesis es profundizar el estudio del comportamiento de pastas y morteros de cemento con adición de filler dolomítico y calizo, comparando su comportamiento con una pasta y mortero patrón y determinar la estabilidad del filler dolomítico. Los resultados obtenidos muestran que cuando se reemplaza parcialmente un cemento portland normal, CPN, por filler dolomítico o calizo, las propiedades de las pastas y los morteros en estado fresco y endurecido, y los volúmenes y productos de hidratación son similares. Se demuestra que el proceso de de dolomitización ocurre sin la formación de brucita, cuando el filler dolomítico interactúa con MSC que aportan alúmina y sílice (como metacaolín, humo de sílice y arcilla illitica calcinada), con CPN y en la elaboración de pastas de cemento portland con 20 % de filler dolomítico curados a 40 °C. La estabilidad volumétrica y el mantenimiento de la resistencia a compresión de morteros de cemento portland con 20 % de filler dolomítico curados a 40 °C durante 720 días sumergidos en un medio de elevado pH también confirman que el proceso es sin deterioro del material cementante.
Fil: Di Salvo Barsi, Antonela. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina.
Fil: Irassar, Edgardo Fabián. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina.
Fil: Tressa, Mónica Adriana. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina.
Cement is the most extensive manufactured product by mass of the planet. Cement mixing with water and aggregate produced cementitious-based materials such as concrete, the second most used product in the world after the water. Due to the high greenhouse gas emissions released during the clinker manufacturing process, one way to mitigate these environmental concerns is to reduce the clinker factor in cement by incorporating different supplementary cement materials (SCM). Reducing emissions to achieve a more environmentally friendly cement must be made without impairing the cement properties at early and later ages. Incorporating SCM can have several functions: to complete the granulometric curve, block the capillary pores, and interact in the hydration process. The most widely used SCM is the limestone filler. The effect of the filler is principally physical since it acts as separating particles between the grains of the clinker, accelerating the hydration of the C3S and the aluminate phase. When the cement community talks about the filler replacement, the reference is exclusively made on the limestone filler. The standards limit the content of CaCO3 in the materials to be used in the manufacture of portland cement with filler to very high values. In some countries and regions, raw material deposits do not meet this quality requirement. Therefore, the need arises to investigate other sources of carbonate, such as dolomitic rock. The mechanical and durable properties of pastes and mortars with limestone filler have been widely studied and standardized worldwide. However, it is necessary to expand the knowledge of the incorporation of filler of different mineralogical compositions. This thesis aims to understand the behavior and performance of pastes and mortars containing cement with dolomitic filler and compare their behavior limestone filler in pastes and mortars. A comprehensive investigation was made to elucidate the stability of the dolomitic filler. When a normal portland cement (CPN) is partially replaced by dolomitic or limestone filler, results show the properties of pastes and mortars in a fresh and hardened state, and the volume and the nature of hydration products are similar. It is shown that the dedolomitization process occurs without the formation of brucite, when the dolomitic filler interacts with MSCs that provide alumina and silica (such as metakaolin, silica fume, and calcined illitic clay), with CPN and in the elaboration of Portland cement pastes with 20% dolomitic filler cured at 40 °C. viii For portland cement mortars with 20% dolomitic filler cured at 40 °C for 720 days immersed in a high pH medium, the volumetric stability and the preservation of the compressive strength confirm that the process is without deterioration of the cementing material.