Efecto de la incorporación de caucho como agregado y microsílice como adición en el desempeño del concreto estructural

Abstract

Esta investigación analiza, mediante un estudio experimental, los efectos en las propiedades mecánicas y reológicas del concreto estructural con incorporación de caucho y microsílice (CCM). Se elaboraron 10 diseños de mezcla de CCM con una relación a/c de 0.50 y 340 kg cemento tipo I, reemplazos parciales de caucho de 0, 5, 10, 15 y 20% y microsílice de 0 y 2%, de arena y cemento respectivamente. Además, se incluyó un aditivo superplastificante MasterEase 3900 y un retardante MasterSet R800. La piedra empleada posee un TMN de 3/4“ y cumple con la granulometría para Huso 67, la arena y el caucho granulado tienen módulos de fineza de 2.9 y 4.6 respectivamente. La propiedad de resistencia a la compresión fue tomada a los 1, 7 y 28 días de curado; y tracción a los 14 y 28 días de curado. Los resultados de la reología indicaron que las mezclas que contenían 20% de reemplazo de arena por caucho presentaron incompatibilidad con los aditivos lo que conllevo a una falta de consistencia en dichos diseños, con respecto a los demás diseños con reemplazo de caucho de hasta 15%, estos presentaron una mejor conservación de su asentamiento en el tiempo, una disminución en su peso unitario hasta en 8.4%, un aumento en el calor de hidratación inicial lo que conllevo a la obtención de mayores temperaturas del concreto y por último se observó un aumento en el contenido de aire hasta en 1.7%. Al incorporar microsílice en los diseños con caucho se observó que el asentamiento no presentó variaciones significativas, el peso unitario disminuyó en 1.9%, la temperatura del concreto aumentó y se obtuvieron mayores contenidos de aire hasta en 2.5%. Los resultados de las propiedades mecánicas indican que, a mayor contenido de caucho, disminuye la resistencia a la tracción hasta en 35.0% y a la compresión hasta en 43.3%; sin embargo, al adicionar microsílice a los diseños con caucho, la resistencia a la compresión aumentó hasta en un 9.8% y la resistencia a la tracción disminuyó hasta en un 14.8%.

This research analyzes, through an experimental study, the effects on the mechanical and rheological properties of structural concrete with incorporation of rubber and microsilica (CRM). In this investigation, 10 CCM mixture designs were developed with a w / c ratio of 0.50 and 340 kg of type I cement, partial replacements of rubber of 0, 5, 10, 15 and 20% and microsilica of 0 and 2%, of sand and cement respectively. In addition, a MasterEase 3900 superplasticizer additive and a MasterSet R800 retarder were included. The stone used has a maximum size of 3/4” and complies with the granulometry for Huso 67, sand and granulated rubber have fineness modulus of 2.9 and 4.58 respectively. The property of compressive strength was taken at 1, 7 and 28 days of curing; and tensile strength at 14 and 28 days of curing. The rheology results indicated that the mixtures containing 20% replacement of sand by rubber presented incompatibility with the additives, which led to a lack of consistency in these designs, with respect to the other designs with rubber replacement of up to 15%, these presented a better conservation of their slump over time, a decrease in their unit weight of up to 8.4%, an increase in the initial heat of hydration, which led to higher concrete temperatures and, finally, an increase of up to 1.7% in air content was observed. By incorporating microsilica in rubber designs, it was observed that the slump did not present significant variations, the unit weight decreased of up to 1.9%, the temperature of the concrete increased, and higher air of up to 2.5% contents were obtained. The results of the mechanical properties indicate that, the increase of the rubber content, the decrease of the tensile strength up to 35.0% and compressive strength up to 43.4%; however, when adding microsilica the compressive strength increased up to 9.8% and the tensile strength decreased up to 14.8%.