Evaluation of the properties of durability against the action of chlorides and sulfates, for materials formulated with green cement type lc3

La investigación realizada tuvo como propósito comparar las características del cemento de uso general tipo I frente al cemento verde, fabricado a base de caliza y arcillas calcinadas (LC3 – Limestone Calcined Clay Cement), ya que este último ha demostrado según estudios en diferentes países, ser un elemento amable con el medio ambiente, que alcanza propiedades similares a las de un cemento puro. El nuevo cemento permite reducir más de un 30% en el consumo de energía y hasta un 38% las emisiones de carbono asociadas a la producción y su aplicación en concretos, garantizando una mayor durabilidad, en especial en las zonas donde hay una alta concentración de cloruros (Martirena & Scrivener, 2018). Por esta razón, se realizó un experimento puro con la manipulación de variables independientes, dando lugar a una investigación de tipo experimental, que permitió con materiales propios de la región, en probetas con morteros y concretos con cemento verde y probetas fabricadas con cemento de uso general ambas marca Argos para determinar mediante ensayos y/o pruebas de laboratorio basadas en normas ASTM, tales como C1012 y C1202; que el cemento verde tiene un porcentaje mejor de resistencia a la compresión y durabilidad contra los agentes contaminantes como sulfatos y cloruros, convirtiéndolo en un avance tecnológico innovador y considerándolo amigable con el medio ambiente.Tabla de contenido I. Resumen I II. Abstract II 1 Introducción 1 2 Evaluación de las propiedades de durabilidad frente a la acción de cloruros y sulfatos, para materiales formulados con cemento verde tipo LC3. 4 2.1 Planteamiento del problema 4 2.2 Justificación 6 2.3 Objetivos 7 2.3.1 Objetivo General. 7 2.3.2 Objetivos Específicos. 7 2.4 Alcance o Delimitación del Tema 8 2.4.1 Alcance Zonal. 8 2.4.2 Alcance Cronológico. 8 2.4.3 Alcance Conceptual. 8 2.4.4 Exclusiones, limitaciones y/o restricciones. 9 3 Información del Proyecto 10 3.1 Antecedentes 10 3.2 Estado del Arte 13 3.3 Marco Teórico 19 3.3.1 Cemento 19 3.3.2 Agregado Grueso y Fino 21 3.3.3 Agua 26 3.3.4 Concreto 26 3.3.5 Diseño de Mezcla 29 3.3.6 Durabilidad del Concreto 43 3.3.7 LC3 – Limestone Calcined Clay Cement 45 3.3.8 Calcinación de arcillas caoliníticas y fabricación de cementos ternarios en base a arcilla calcinada y caliza 47 3.3.9 Durabilidad del Cemento LC3 48 4 Metodología 52 5 Materiales 53 5.1 Caracterización del cemento verde “LC3” y cemento de uso general 53 5.1.1 Método para determinar la finura del cemento hidráulico por medio del aparato Blaine de permeabilidad al aire 53 5.1.2 Método para determinar el tiempo de fraguado del cemento hidráulico mediante el aparato de aguja Vicat 60 5.1.3 Método para determinar la cantidad de agua requerida para la consistencia normal de la pasta de cemento hidráulico 64 5.1.4 Método para determinar la fluidez de morteros de cemento hidráulico 67 5.1.5 Método para determinar la resistencia a la compresión de los morteros de cemento hidráulico 71 5.1.6 Método para análisis de tamiz de agregados finos y gruesos 77 5.1.7 Método para determinar las impurezas orgánicas en agregados finos para hormigón 81 5.1.8 Método para determinar la densidad relativa (gravedad especifica) y absorción de agregado grueso 82 6 Diseño de Mezcla 89 6.1 Diseño de mezcla, basado en el Método ACI (American concrete institute) 89 7 Evaluación de durabilidad para concretos y morteros elaborados con cemento verde 101 7.1 Dosificaciones para los componentes de mezcla 102 7.1.1 Dosificación de material para cemento Argos LC3 referencia “verde” 102 7.1.2 Dosificación de material para cemento Argos referencia “uso general” 106 7.2 Resultados de la resistencia a la compresión de los morteros de cemento hidráulico (muestras de cubos de 5cm x 5cm). (ASTM C109) 107 7.3 Método de prueba estándar para el cambio de longitud de morteros de cemento hidráulico expuestos a una solución de sulfatos. (ASTM C1012). 108 7.4 Método para determinar la conductividad eléctrica del concreto para proporcionar una indicación rápida de su resistencia a la penetración de iones de cloruro. (ASTM C1202) 120 8 Resultados 130 8.1 Resultados del Método de prueba estándar para el cambio de longitud de morteros de cemento hidráulico expuestos a una solución de sulfatos. (ASTM C1012). 130 8.2 Resultados del Método para determinar la conductividad eléctrica del concreto para proporcionar una indicación rápida de su resistencia a la penetración de iones de cloruro. (ASTM C1202). 133 9 Ventajas y Desventajas 135 10 Conclusiones y Recomendaciones 136 Bibliografía 138The purpose of the investigation was to compare the characteristics of cement for general use type I against green cement, made from limestone and calcined clays (LC3 – Limestone Calcined Clay Cement), since the latter has shown, according to studies in different countries, be an environmentally friendly element, which achieves properties similar to those of pure cement. The new cement makes it possible to reduce energy consumption by more than 30% and carbon emissions associated with production and its application in concrete by up to 38%, guaranteeing greater durability, especially in areas where there is a high concentration of chlorides (Martirena & Scrivener, 2018). For this reason, a pure experiment was carried out with the manipulation of independent variables, giving rise to an experimental type of investigation, which allowed with materials typical of the region, in test tubes with mortar and concrete with green cement and test tubes made with cement for use general both Argos brands to determine by trials and/or laboratory tests based on ASTM standards, such as C1012 and C1202; that green cement has a better percentage of resistance to compression and durability against contaminating agents such as sulfates and chlorides, making it an innovative technological advance and considering it friendly to the environmentMaestrí