Estudio de la durabilidad de cementos ecosostenibles: carbonatación, difusión y migración de cloruros

El hormigón es uno los materiales más utilizados en la construcción y el segundo más consumido en el mundo después del agua, siendo el hormigón más utilizado el constituido por cemento a base de Clinker. Este último es un material cuya fabricación implica altas emisiones de CO2 a la atmosfera. Con el fin de disminuir estas emisiones, en los últimos años se ha incrementado el uso de cementos ecológicos modificados y cementos que sustituyen una parte del Clinker por adiciones activas, que en su origen son deshechos o subproductos de otras industrias. Actualmente cementeras en todo el mundo desarrollan ya estos cementos para su uso comercial, sin embargo, la mayoría de estos no son tan utilizados en el ámbito de la construcción, debido al desconocimiento y a las pocas investigaciones que respaldan su uso, principalmente en los aspectos de durabilidad. En España hay varias cementeras que comercializan cementos con escorias de alto horno (BFS), material resultante de la industria siderúrgica, o cenizas volantes (FA), resultante de las centrales termoeléctricas alimentadas por carbón. Ambos son subproductos de estas industrias. Sin embargo, el uso de estas adiciones como sustituto parcial del Clinker en el cemento presenta problemas durables, principalmente ante carbonatación. Este trabajo estudia las características mecánicas y durables que genera el uso de dos cementos comercializados como ecológicos, los cuales se componen por Clinker y BFS, y Clinker, BFS y FA, suministrados por la cementera asturiana Cementos Tudela Veguín. Para lograr este análisis, se ensayarán estos cementos y se compararán sus características con un cemento de referencia UNE EN-197-1CEM-I (REF). En estas mezclas se medirá la resistencia mecánica a compresión, flexo-tracción y módulo de elasticidad. En durabilidad su comportamiento a carbonatación, migración acelerada de cloruros y difusión de cloruros, con el fin de conocer su resistencia frente a corrosión del acero que pueda tener en su interior. También se desarrollará el análisis de su microestructura a través del análisis térmico diferencial, y la caracterización por fluorescencia de rayos X. Por último, se presentarán las conclusiones de los ensayos y las posibles líneas de investigación que se pueden seguir. ABSTRACT Concrete is one of the most widely used materials in construction and the second most consumed in the world after water, the most widely used concrete being made of clinker-based cement. The latter is a material whose manufacture involves high CO2 emissions into the atmosphere. In order to reduce these emissions, in recent years there has been an increase in the use of modified ecological cements and cements that replace part of the clinker with active additions, which are originally waste or by-products from other industries. Currently, cement companies all over the world are developing these cements for commercial use, however, most of them are not used in the construction field, due to the lack of knowledge and the few researches that support their use, mainly in the durability aspects. In Spain there are several cement companies that market cements with blast furnace slag (BFS), material resulting from the iron and steel industry, or fly ash (FA), resulting from coal-fired power plants. Both are by-products of these industries. However, the use of these additions as a partial substitute for clinker in cement presents durability problems, mainly in the face of carbonation. This work studies the mechanical and durability characteristics generated by the use of two cements marketed as ecological, which are composed of Clinker and BFS, and Clinker, BFS and FA, supplied by the Asturian cement company Cementos Tudela Veguín. To achieve this analysis, these cements will be tested and their characteristics will be compared with a reference cement UNE EN-197-1CEM-I (REF). In these mixtures, the mechanical resistance to compression, flexural and tensile strength and modulus of elasticity will be measured. In durability its behavior to carbonation, accelerated chloride migration and chloride diffusion, in order to know its resistance to corrosion of the steel it may have in its interior. The analysis of its microstructure through differential thermal analysis and X-ray fluorescence characterization will also be developed. Finally, the conclusions of the tests and the possible lines of research that can be followed will be presented