Durabilidad de hormigones reciclados frente al ataque por sulfatos

• Autores: Santillán, Lautaro Rodolfo
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Zega, Claudio Javier; Irassar, Edgardo F.
• Materia: Ingeniería en Materiales; Hormigón reciclado; Durabilidad; Sulfatos
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La utilización de materiales reciclados en la industria de la construcción es una práctica cada vez más habitual, debido fundamentalmente a cuestiones vinculadas con la sustentabilidad. En el caso de los residuos de construcción y demolición en general, su mayor empleo se da como material de relleno y para la estabilización de bases y sub-bases de caminos. En el caso particular de los residuos de hormigón, su empleo como agregado reciclado para la producción de nuevo hormigón es una práctica que presenta una gran viabilidad técnica y económica. El hormigón reciclado ha sido motivo de investigación en las últimas décadas, habiéndose alcanzado un alto grado de comprensión de sus propiedades mecánicas. Sin embargo, no se tiene un conocimiento acabado sobre las propiedades durables del hormigón reciclado bajo diferentes condiciones de exposición. Tampoco existen resultados empíricos de largo plazo que permitan contrastarlos con los pocos estudios existentes en la bibliografía sobre esta temática. El objetivo principal del presente trabajo de Tesis es el de evaluar el desempeño del hormigón reciclado frente al ataque por sulfatos, el cual constituye uno de los problemas de durabilidad que afecta al hormigón. El ataque por sulfatos comprende un complejo mecanismo de deterioro del hormigón, el cual consiste fundamentalmente en un ataque de tipo químico, pero que se encuentra habitualmente asociado a otros tipos de ataque, y que adopta diferentes mecanismos según las condiciones de exposición. En esta tesis se estudiaron hormigones reciclados de distintas características, expuestos a diferentes condiciones de ataque por sulfato. También se realizaron estudios en morteros con agregado fino reciclado, considerándolo como un micro-hormigón. Adicionalmente se realizaron estudios para la caracterización del agregado reciclado y su vinculación con el desempeño en el hormigón reciclado. Se elaboraron 22 hormigones con diferentes tipos y contenidos de agregados gruesos reciclados, y con distintas calidades físicas y químicas en su matriz (diferentes relación agua/cemento y tipos de cemento), con los cuales se moldearon probetas para ser expuestas a ataque externo por sulfatos (ataque químico puro) y a condiciones de campo (estados de saturación parcial), donde se genera la combinación del ataque químico y el ataque físico por sulfatos. Asimismo se realizaron ensayos de caracterización de todos los hormigones, evaluando sus propiedades físicas, mecánicas y de transporte, para poder ser correlacionadas con los resultados de los ensayos prestacionales. Se realizaron estudios en morteros con agregado fino reciclado, con el objetivo de obtener resultados en un menor tiempo de ensayo, que sean traspolables al desempeño de hormigones con similares características. En las probetas de micro-hormigón se realizaron además estudios Durabilidad de hormigones reciclados frente al ataque por sulfatos microestructurales que contribuyen a la comprensión del efecto del agregado reciclado en el ataque por sulfatos. Además, se realizaron ensayos para caracterizar en forma integral la calidad de los agregados reciclados. Por un lado, se evaluaron las propiedades físicas y durables tradicionalmente determinadas en los agregados naturales. Por otro lado, se propusieron diversos métodos de evaluación para determinar la reactividad potencial que pudiesen tener los agregados reciclados incluidos en un hormigón expuesto al ataque por sulfatos. Los resultados indican que la resistencia del hormigón reciclado frente al ataque por sulfatos depende principalmente de la calidad física y química de su matriz cementícea, por encima de su contenido y tipo de Agregado Grueso Reciclado (AGR). Además, el estado de saturación en el que se genera el ataque por sulfatos modifica la severidad del ataque y vuelve más vulnerable al hormigón reciclado con mala calidad química en su matriz. Los resultados obtenidos en hormigones y morteros, muestran que el AGR puede tener un efecto ambiguo en la resistencia frente al ataque por sulfatos: mientras que por un lado aumentan la porosidad del material y por ende su permeabilidad al ingreso de los sulfatos, por otro lado reducen la restricción interna del material disminuyendo el riesgo de falla. Finalmente, los resultados indican que es posible elaborar un hormigón reciclado resistente a los sulfatos siguiendo las recomendaciones del Reglamento CIRSOC 201:2005, aun utilizando un alto grado de reemplazo con agregados reciclados de baja calidad. Los métodos de ensayos propuestos para evaluar la reactividad potencial del agregado reciclado permiten caracterizar los agregados reciclados con diferente efectividad. Sin embargo los resultados obtenidos hasta el momento en los ensayos prestacionales indican que el material reactivo aportado por los agregados reciclados no es suficiente para producir un deterioro en el hormigón expuesto a un ambiente rico en sulfatos.
Doctor en Ingeniería
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ingeniería