Propiedades del concreto de mediana a alta resistencia elaborado con agua residual tratada y cemento Portland tipo I

Abstract

En diversas partes del Perú, el agua es un recurso escaso, donde la demanda supera la oferta y esto conlleva a la competencia por el acceso a este recurso para su uso en diferentes sectores, siendo el sector de la construcción el principal consumidor. Por ello, existen investigaciones, que buscan otras fuentes de recurso hídrico alternativas, con el fin de racionalizar su uso. En el mundo, el 80% de aguas residuales son vertidas al medio ambiente sin un tratamiento adecuado. En Perú, el 68% de aguas residuales no recibe ningún tipo de tratamiento, generando problemas a la salud pública y el medio ambiente. En base a ello, el presente estudio plantea convertir el agua residual tratada (ART) en una fuente alternativa de recurso hídrico, elaborando concreto de mediana a alta resistencia usando ART (para relaciones agua/cemento de 0.55, 0.50 y 0.45) y determinar la factibilidad de su uso por medio de ensayos experimentales. Además, se evaluó la variación de las propiedades del concreto en estado fresco y endurecido para el concreto patrón elaborado con agua potable, el concreto elaborado con 100% de ART y el concreto de 50% de ART y 50% agua potable. Respecto a las propiedades del concreto en estado fresco, los concretos con 50% ART y 100% ART, presentan mayores asentamientos y exudaciones, respecto al concreto patrón, además, no evidencian variación respecto al contenido de aire y peso unitario. Respecto al tiempo de fraguado, el concreto con 100% ART presenta mayores valores y el concreto con 50% ART, valores ligeramente mayores respecto al concreto patrón, estableciendo comportamientos ligeramente retardantes, producto de la materia orgánica del ART debido a concentraciones mayores a los Límites Máximos Permisibles. La variación de la resistencia a la compresión del concreto con 50% ART y 100% ART es menor al 5% y la variación de la resistencia a compresión diametral es en promedio menor a 7% respecto al concreto patrón y a medida que se reduce la relación a/c se observa menor variación. Finalmente, se realizó un proceso de tratamiento para disminuir las concentraciones de materia orgánica y sedimentos, por medio del proceso de filtración obteniéndose agua filtrada (AF) con menor concentración de materia orgánica y como resultado valores de resistencia promedio menores al 3% respecto al concreto patrón.

In various parts of Peru, water is a scarce resource, where demand exceeds supply and this leads to competition for access to this resource for use in different sectors, with the construction sector being the main consumer. For this reason, there is research that seeks other alternative sources of water resources in order to rationalize its use. In the world, 80% of wastewater is discharged into the environment without adequate treatment. In Peru, 68% of wastewater does not receive any type of treatment, generating problems for public health and the environment. Based on this, the present study proposes to convert treated wastewater (ART) into an alternative source of water resources, making medium to high-strength concrete using ART (for water/cement ratios of 0.55, 0.50 and 0.45) and determining the feasibility of its use by means of experimental trials. In addition, the variation of concrete properties in the fresh and hardened state was evaluated for the standard concrete made with potable water, the concrete made with 100% ART, and the concrete made with 50% ART and 50% potable water. Regarding the properties of fresh concrete, the 50% ART and 100% ART concretes presented higher slump and exudation, with respect to the standard concrete, and did not show any variation in air content and unit weight. Regarding the setting time, the concrete with 100% ART presents higher values and the concrete with 50% ART, slightly higher values compared to the standard concrete, establishing slightly retarding behaviors, product of the organic matter of the ART due to concentrations higher than the Maximum Permissible Limits. The variation of the compressive strength of the concrete with 50% ART and 100% ART is less than 5% and the variation of the diametral compressive strength is on average less than 7% with respect to the standard concrete, and as the w/c ratio is reduced, less variation is observed. Finally, a treatment process was carried out to reduce the concentrations of organic matter and sediments by means of the filtration process, obtaining filtered water (AF) with a lower concentration of organic matter and as a result, average resistance values of less than 3% with respect to the standard concrete.