Evaluación de la durabilidad de un concreto sostenible de alta resistencia con adición de ceniza volante obtenida en la central termoeléctrica Ilo 21, para una resistencia f´c 500 kg/cm2 con cemento Tipo HS

Abstract

En los últimos años, en el Perú, la producción y utilización del cemento para la elaboración de concreto ha ido en aumento, así como las emisiones de dióxido de carbono (CO2). Por tal motivo, en esta investigación se evaluó la sostenibilidad del concreto mediante la medición de huella de carbono, con una mezcla de alta resistencia (CAR) de f`c=500 kg/cm2 empleando ceniza volante (CV) como material de reemplazo en porcentajes; además, se realizaron los ensayos de concreto tanto en estado fresco como en estado endurecido. El propósito de estos ensayos fue comprobar la mejora en la durabilidad del CAR y su impacto de efecto invernadero con la adición de CV. El procedimiento se inició con la clasificación de la CV, luego se realizó los diseños de mezcla y finalizó con el análisis de ensayos. En el desarrollo experimental se detalla los diferentes diseños de mezcla elaborados para el concreto patrón y para el concreto con adiciones de CV del 5%, 7.5% y 10%; también, se explica los ensayos en concreto fresco y concreto endurecido realizados para obtener la resistencia a la compresión, porosidad y resistencia a los sulfatos. Según los resultados obtenidos, el diseño de mezcla con la adición de 7.5% de CV es la más óptima, puesto que, con este porcentaje, mejora la durabilidad del CAR y reduce la emisión de CO2 en 4.80 %. Finalmente, se concluye que el reemplazo de cemento por la CV optimiza las propiedades mecánicas de un CAR y mientras mayor sea el porcentaje de reemplazo mayor será la reducción de CO2; sin embargo, la resistencia a la compresión disminuye.

In recent years, in Peru, the production and use of cement for the production of concrete has been increasing, as well as carbon dioxide (CO2) emissions. For this reason, in this research the sustainability of concrete was evaluated by measuring the carbon footprint, with a high strength mix (CAR) of f`c=500 kg/cm2 using fly ash (CV) as a replacement material in percentages; in addition, concrete tests were carried out both in fresh and hardened state. The purpose of these tests was to check the improvement in the durability of the RAC and its greenhouse impact with the addition of fly ash. The procedure began with the classification of the VC, then the mix designs were made and ended with the analysis of the tests. The experimental development details the different mix designs elaborated for the standard concrete and for the concrete with 5%, 7.5% and 10% CV additions; it also explains the tests on fresh concrete and hardened concrete carried out to obtain the compressive strength, porosity and sulphate resistance. According to the results obtained, the mix design with the addition of 7.5% of CV is the most optimal, since, with this percentage, it improves the durability of the RAC and reduces the CO2 emission by 4.80%. Finally, it is concluded that the replacement of cement by VC optimises the mechanical properties of a RAC and the higher the replacement percentage, the greater the CO2 reduction; however, the compressive strength decreases.