Mitigación de reacción álcali-sílice, mediante adición de puzolanas naturales en concreto compactado con rodillo de F'C=120 Kg/cm²

Abstract

En concretos compactados con rodillo utilizados en presas es fundamental evitar la expansión ocasionada por la reactividad álcali sílice, pues puede generar daños graves en la estructura de la presa con una reducción notable de la vida útil de la estructura. La presente investigación consiste en determinar un óptimo contenido de puzolana adicionado a un concreto compactado con rodillo, que mitigue la reactividad álcali sílice hasta un nivel inocuo. Para lograr esto se realiza un análisis comparativo entre un CCR convencional y uno con adición de puzolana. Los materiales que se utilizaron corresponden a dos tipos de cantera: C1 y C2; además, puzolana natural y cemento tipo I y II. En la primera parte, se determina el óptimo contenido de puzolana para mitigar la reactividad álcali sílice y a la vez que no reduzca considerablemente la resistencia a la compresión, para esto se realizaron pruebas en mortero. La determinación del potencial de reactividad álcali sílice se obtiene mediante la norma ASTM C 1260 (sin uso de adiciones) y la norma ASTM C 1567 (con el uso de adiciones). Se emplearon 6 dosificaciones de puzolana para determinar el mínimo porcentaje de adición que generaba un comportamiento no perjudicial. Este porcentaje variaba según la cantera usada y el tipo de cemento empleado. Además, al adicionar puzolana, se reducía la resistencia a la compresión, por lo tanto, se buscó determinar el porcentaje de reducción de resistencia a la compresión para cada dosificación usada. Esto se realizó mediante el ensayo de resistencia a la compresión en cubos de mortero de acuerdo con ASTM C 109. En la segunda parte, se realizó el diseño del CCR adicionado con puzolana, a partir de los resultados previos en especímenes de mortero. Para el diseño se empleó la guía del ACI y sus recomendaciones en cuanto a granulometría de los agregados. El tiempo Vebe aceptable para los diseños era entre 20s a 30s, para lo cual se trabajaron con 4 diseños de mezcla de CCR variando la relación a/c. Finalmente, con una adición de 30% de puzolana natural en mezclas de CCR con potencial álcali sílice reactivo y relación a/c 0.72 se logra mitigar el potencial reactivo.

In rolled compacted concrete used in dams, it is essential to avoid the expansion product of the alkali silica reactivity as it can cause serious damage to the dam structure with a significant reduction in the useful life of the structure. The present investigation consists in determining an optimum content of pozzolana as an addition in a rolled compacted concrete that mitigates the alkali silica reactivity to an innocuous level. To achieve this, a comparative analysis is made between a conventional CCR and one with the addition of pozzolan.

In the first part, the optimum content of pozzolan is determined to mitigate alkali silica reactivity and at the same time not reducing significantly the compressive strength, for this purpose mortar tests were performed. The determination of alkali silica reactivity potential is obtained by ASTM C 1260 (without the use of additions) and ASTM C 1567 (with the use of additions). 6 dosages of pozzolan were used to determine the minimum percentage of addition that generated a non-detrimental behavior. This percentage varied according to the quarry used and the type of cement used. In addition, by adding pozzolan, the compressive strength was reduced, therefore, it was sought to determine the percentage of compressive strength reduction for each dosage used. This was done by the compression strength test in mortar cubes in accordance with ASTM C 109. In the second part, the design of the CCR added with pozzolana was carried out, based on the previous results in mortar specimens. For the design, the ACI guide and its recommendations regarding granulometry of the aggregates were used. The acceptable Vebe time for the designs was between 20s and 30s, for which they worked with 4 CCR mix designs varying the a / c ratio. Finally, with a 30% addition of natural pozzolan in CCR mixtures with alkali potential reactive silica and a / c ratio 0.72 it is possible to mitigate the reactive potential.