Propiedades y durabilidad de los cementos adicionados con metacaolín

Abstract

RESUMENEl presente trabajo evalúa el comportamiento puzolánico de metacaolín (MK), producto de la calcinación a distintas temperaturas de dos tipos de caolín local de composiciones químicas diferentes, al incorporarse al cemento en diferentes proporciones. Se preparó un cemento adicionado mediante la mezcla en seco de cemento Portland ordinario (OPC) y metacaolín (MK), a los que se añadió la cantidad óptima de agua para obtener una pasta de la consistencia deseada. Las probetas se curaron a una HR del 100% durante 24 horas, sumergiéndose posteriormente en agua durante 3, 7, 28, 90 o 180 días. A cada tiempo de ensayo se controló el grado de hidratación de las pastas endurecidas y se comprobó la resistencia a la compresión de las probetas cúbicas a las edades de curado establecidas. Los resultados obtenidos indican que la temperatura más adecuada para la calcinación del caolín es de 700°C y que el porcentaje óptimo de éste en la mezcla se encuentra entre el 25 y el 30%. Las fases que componen los productos resultantes de la hidratación se identificaron mediante ATD a distintas edades de curado. Se estableció la durabilidad del OPC puro y de las mezclas de OPC-MK en disoluciones de NaCl al 3% y MgSO 4 al 5% tras 30, 90 y 180 días de inmersión. Se concluyó que las pastas de OPC-MK muestran una elevada resistencia al ataque del ion cloruro.Palabras clave: cemento con adiciones, metacaolín, resistencia, durabilidad, microestructura. SUMMARYThis paper evaluates the optimal calcination temperature and replacement ratio to ensure high metakaolin (MK) pozzolanicity in blended cement. The MK used was prepared by firing two types of local at temperatures ranging from 700 to 850 ºC. Dry blends of ordinary Portland cement (OPC) and varying proportions of MK were mixed with the amount of water required to ensure optimal consistency of the resulting pastes. The specimens were cured at 100% RH for 24 h and then immersed in water for 3, 7, 28, 90 or 180 days. At each test time, the degree of hydration and compressive strength of the hardened cement pastes were measured The findings showed that the most suitable calcination temperature to obtain metakaolin is 700 ºC, while the optimal replacement ratio ranges from 25 to 30%. DTA was used to determine the phases comprising the hydration products forming at the ages studied. Pure OPC and OPC-MK specimens were immersed in 3% NaCl and 5% MgSO 4 solutions for 30, 90 and 180 days to measure their durability. The OPC-MK pastes immersed in the 3% NaCl solution were observed to be highly resistant to chloride attack. Persona de contacto/Corresponding author: rafikaa65@yahoo.com INTRODUCCIÓNExisten varios tipos de cemento Portland con caracterís-ticas distintas, que se clasifican principalmente en función de la evolución del calor (es decir, la temperatura que alcanzan y la velocidad a la que lo hacen) durante la hidratación, así como de la resistencia de la pasta ante los ataques químicos. Las características de cada mezcla de cemento dependen de las propiedades de sus principales fases, d...

Durabilidad del hormigón armado expuesto a condiciones agresivas

“…Metacaolín (MK): es un material obtenido de la calcinación de la arcilla caolinitica a temperaturas entre 500° C a 800° C. Generalmente su tamaño de partícula es más fino que el del cemento, pero no tan fino como el SF (2,88). La adición del MK (Al 2 Si 2 O 7 ) en el hormigón tiene ventajas, tales como incrementar la resistencia a compresión y flexión, reducir la permeabilidad, incrementar la resistencia a ataque químico, mejorar la trabajabilidad, reducir la generación de eflorescencias, incrementar la durabilidad, entre otros (24,89,90).…”

“…La resistencia a la corrosión del acero de refuerzo aumenta con adiciones de MK del 10-15% aproximadamente (91,92). La presencia de MK reduce ampliamente la difusión de iones cloruro en hormigones adicionados (88,90,(93)(94)(95); por el contrario se reportan resultados controvertidos para el desempeño en presencia de CO 2 (96,97). Mejía et al (98) presentan en su estudio que la profundidad de carbonatación para especímenes adicionados con MK a 28 días de curado son levemente superadas por los hormigones sin adición, y afirman que al incrementar las edades de curado la velocidad de carbonatación se reduce; Vejmelková et al (99) igualmente comprobaron que los materiales adicionados con MK presentan mejor desempeño a carbonatación.…”

“…Its particle size is generally finer than in cement, but not as fine as in SF (2,88). The advantages of adding MK (Al 2 Si 2 O 7 ) to concrete include enhanced compressive and bending strength, lower permeability, higher chemical resistance, improved workability, lesser efflorescence and longer durability (24,89,90).…”

“…Adding approximately 10-15% MK raises reinforcing steel corrosion resistance (91,92). The presence of MK reduces chloride ion diffusion substantially in blended cement concretes (88,90,(93)(94)(95), while contradictory results have been reported for its performance in environments containing CO 2 (96,97). Mejía et al (98) observed that the carbonation depth was slightly shallower in 28-day MK-containing specimens than in concretes with no additions, and claimed that at longer curing times the carbonation rate declined; Vejmelková et al (99) likewise found that MK-blended materials exhibited higher carbonation resistance.…”

Contribution of Recycled Alumina Waste to Cement Strength and Microstructure Development

“…The pastes were then molded into cubic specimens (2.54 cm x2.54 cm x2.54 cm) by using stainless steel cubic moulds. Immediately after molding, the samples were cured at about 100% relative humidity at room temperature for the first 24 hours in order to attain the final setting of the specimens, (Abo-El-Enein, Abbas, & Ezzat, 2010;Abo-El-Enein et al, 2014). The hardened cement pastes were then removed from the moulds and cured under tap water.…”