Propiedades de concreto modificado con llantas trituradas: efecto de la incorporación de microesferas de vidrio
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.20200473Palabras clave:
concreto modificado, microesferas de vidrio, residuos de llantas, efecto sinérgicoResumen
En este estudio se evaluó el efecto de la incorporación de microesferas de vidrio en las propiedades mecánicas de concretos modificados con residuos de llantas (CR). Se prepararon especímenes cilíndricos con reemplazos del 15% de los agreados finos (peso total = peso HGM + peso CR). Se encontró que un incremento en el contenido de microesferas fue directamente proporcional al asentamiento, la resistencia a la compresión y al modulo de elasticidad. El incremento en el contenido de microesferas fue inversamente proporcional a la densidad. Adicionalmente, se encontró que en los concretos modificados, el ancho, la altura y el numero de grietas aumenta con el aumento en el contenido de microesferas. La mezcla combinada HGM12,5-CR2,5 (la de mayor contenido de microesferas) resultó ser la de mayor resistencia a la compresión, 19,1 MPa, la cual presenta un aumento del 243% con respecto a la muestra preparada solo con llantas trituradas 9,2 MPa. Los resultados de DRX permitieron identificar la presencia de fases cristalinas formadas en las mezclas con adición de microesferas. Adicionalmente, las micrografías permitieron identificar fracturas en las microesferas, durante la preparación de las mezclas de concreto, al entrar en contacto con los agregados. La adición de microesferas a las mezclas preparadas a partir de llantas trituradas mejora las propiedades mecánicas y se convierte en un sistema potencial como reemplazo de los materiales tradicionales en la elaboración de concreto.
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V. Tam, M. Soomro, and A. C. Jorge, “A review of recycled aggregate in concrete applications (2000–2017),” Constr. Build. Mater, vol. 172, May 30 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.240
E. R. Teixeira and A. Camões and F. G. Branco, “Valorisation of wood fly ash on concrete,” Resour. Conserv. Recycle., vol. 145, June 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2019.02.028
K. Hu, Y. Chen, F. Naz, C. Zeng, and S. Cao, “Separation studies of concrete and brick from construction and demolition waste,” Resour. Conserv. Recycle., vol. 85, February 15 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.01.007
T. Castaño, S. Linsel, A. Alujas, R. Orozco, and J. F. Martirena, “Influence of very fine fraction of mixed recycled aggregates on the mechanical properties and durability of mortars and concretes,”
Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, no. 81, September 2016. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.17533/udea.redin.n81a08
E. Pavón, I. Martínez, and M. Etxeberria, “The production of construction and demolition waste material and the use of recycled aggregates in Havana, Cuba,” Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, no. 71, pp. 167–178, April 2014.
L. F. Molina and M. F. Garzón, “Propiedades de concretos y morteros modificados con nanomateriales: Estado del arte,” Arquetipo, no. 14, pp. 81–98, 2017.
N. Camargo and C. Higuera, “Concreto hidraulico modificado con silice obtenida de la cascarilla de arroz,” Cienc. e Ing. Neogranadina, vol. 27, no. 1, 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.18359/rcin.1907
P. Murthi, P. Awoyera, P. Selvara, D. Dharsana, and R. Gobinath, “Using silica mineral waste as aggregate in a green high strength concrete: Workability, strength, failure mode, and morphology assessment,” Aust. J. Civ. Eng., vol. 16, no. 2, 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1080/14488353.2018.1472539
P. O. Awoyera, J. O. Akinmusuru, and J. M. Ndambuki, “Green concrete production with ceramic wastes and laterite,” Constr. Build. Mater, vol. 117, August 1 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.04.108
P. O. Awoyera, A. R. Dawson, N. H. Thom, and J. O. Akinmusuru, “Suitability of mortars produced using laterite and ceramic wastes: Mechanical and microscale analysis,” Constr. Build. Mater., vol. 148,
September 1 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.031
T. Sathanandam, P. O. Awoyera, V. Vijayan, and K. Sathishkumar, “Low carbon building: Experimental insight on the use of fly ash and glass fiber for making geopolymer concrete,” Sustain. Environ. Res., vol. 27, no. 3, May 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.serj.2017.03.005
T. Alexandru, B. Marinela, D. Laura, and B. Irina, “Mechanical and Environmental Performances of Concrete Using Recycled Materials,” Procedia Manuf., vol. 32, 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2019.02.211
K. Rashid, A. Yazdanbakhsh, and M. U. Rehman, “Sustainable selection of the concrete incorporating recycled tire aggregate to be used as medium to low strength material,” J. Clean. Prod., vol. 224, July 1 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.03.197
A. R. Khaloo, M. Dehestani, and P. Rahmatabadi, “Mechanical properties of concrete containing a high volume of tire–rubber particles,” Waste Manag., vol. 28, no. 12, December 2008. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2008.01.015
H. A. Torres, “Valoración de propiedades mecánicas y de durabilidad de concreto adicionado con residuos de llantas de caucho,” M.S. thesis, Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, Bogotá, Colombia, 2014.
S. Shahidan, E. Aminuddin, K. Mohd, N. I. Raihan, and N. A. Saiful, “Potential of hollow glass microsphere as cement replacement for lightweight foam concrete on thermal insulation performance,” in International Symposium on Civil and Environmental Engineering 2016 (ISCEE 2016), Wuhan, China, 2017, p. 9.
A. L. Brooks, H. Zhou, and D. Hanna, “Effects of different lightweight functional fillers for use in cementitious composites,” Constr. Build. Mater., vol. 159, January 20 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.10.102
A. Hanif, Z. Lu, Y. Cheng, S. Diao, and Z. Li, “Effects of different lightweight functional fillers for use in cementitious composites,” Int. J. Concr. Struct. Mater., vol. 11, no. 1, March 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s40069-016-0184-1
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), “Ingeniería civil y Arquitectura. Determinación de la masa unitaria y los vacíos entre partículas y agregados,” Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), Bogotá, Col, Tech. Rep. NTC 92, 1995.
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), “Ingeniería civil y Arquitectura. Método para determinar la densidad y la absorción del agregado fino,” Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), Bogotá, Col, Tech. Rep. NTC 237, 1995.
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), “Ingeniería civil y Arquitectura. Método de ensayo para determinar la densidad y la absorción del agregado grueso,” Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), Bogotá, Col, Tech. Rep. NTC 176, 1995.
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), “Ingeniería civil y Arquitectura. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y grueso,” Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), Bogotá, Col, Tech. Rep. NTC 77, 2007.
Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete (ACI 211.1-91), ACI Committee 211, 2002.
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), “Ingeniería civil y Arquitectura. Método de ensayo para determiner el asentamiento del concreto,” Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), Bogotá, Col, Tech. Rep. NTC 396, 2018.
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), “Concretos. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra,” Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC), Bogotá, Col, Tech. Rep. NTC 550, 2000.
H. Su, J. Yang, T. Ling, G. S. Ghataora, and S. Dirar, “Properties of concrete prepared with waste tyre rubber particles of uniformand varying sizes,” J. Clean. Prod, vol. 91, March 15 2015. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.12.022
A. Turatsinze and M. Garros, “On the modulus of elasticity and strain capacity of Self-Compacting Concrete incorporating rubber aggregates,” J. Clean. Prod, vol. 52, no. 10, August 2008. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2008.06.012
V. A. Perfilov, D. V. Oreshkin, and V. S. Semenov, “Environmentally Safe Mortar and Grouting Solutions with Hollow Glass Microspheres,” Procedia Eng., vol. 150, 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.086
L. Desgranges and et al, “Hydrogen thermal motion in calcium hydroxide: Ca(OH)2,” Acta Crystallogr. Sect. B, vol. B49, 1993. [Online]. Available: https://doi.org/10.1107/S0108768193003556
D. Oreshkin, V. Semenov, and T. Rozovskaya, “Properties of Light-weight Extruded Concrete with Hollow Glass Microspheres,” Procedia Eng., vol. 153, 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.08.214
E. Zolotoyabko and et al, “Differences between bond lengths in biogenic and geological calcite,” Cryst. Growth Des., vol. 10, no. 3, March 2010. [Online]. Available: https://doi.org/10.1021/cg901195t
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