En la búsqueda por reducir el impacto de contaminación del cemento, se plantean diversas soluciones que permitan reducir la contaminación ya sea durante la fabricación o uso del producto (cemento), encontrando en las adiciones minerales como la puzolana natural un considerable reemplazo del cemento, ya que mientras menos cemento se use menos será la contaminación. En esta investigación se ha realizado el estudio y análisis de la puzolana natural del distrito de Chongos Alto en el comportamiento del concreto en estado fresco como endurecido, ya que al adicionar la puzolana natural se sustituye parcialmente la cantidad de cemento. Para tal fin se desarrolló una mezcla patrón para cada F’c= 175 kg/cm2 , 210 kg/cm2 y 245 kg/cm2 con los siguientes componentes: cemento Portland tipo IP + agregados + agua.

El objetivo principal de este Trabajo de Titulo fue estudiar la influencia de la puzolana en la fisuración por retracción experimentada en los hormigones chilenos. Para cumplir con el objetivo se confeccionaron dos tipos de cementos de laboratorio para lo cual se utilizó cemento portland comercial según norma NCh 148 Of68. A los cementos de laboratorio se les agregó puzolana molida a 7000 cm 2 /g confeccionando cementos con 20 y 30 por ciento de adición puzolánica. Además en forma complementaria se incorporaron al estudio cementos comerciales, el cemento portland utilizado para confeccionar los cementos de laboratorio y un cemento portland puzolánico. Así en esta investigación se utilizaron cuatro tipos de cementos, a saber: un cemento con cero por ciento de adición puzolánica (cemento portland); un cemento con 20 por ciento de adición puzolánica; un cemento con 30 por ciento de adición puzolánica; y un cemento portland puzolánico comercial con un 28 por ciento aproximadamente de adición puzolánica. Para caracterizar a los cementos se determinaron las propiedades físicas y químicas que establece la norma NCh 148 Of68. Se debió además disponer de las instalaciones y equipamientos para realizar el método de ensayo ASTM C 1581 04 para medir retracción restringida. En el estudio, que se hizo a nivel de morteros, se confeccionaron probetas para medir retracción libre, retracción restringida, resistencia cilíndrica a compresión y módulo elástico a distintas edades para analizar el comportamiento en el tiempo de los morteros. Todas las probetas se curaron de igual forma y se las mantuvo a lo largo del estudio en una cámara seca (23°C ± 2 y 50% ± 4 HR) asegurando igualdad de condiciones ambientales durante todo el periodo de ensayo. Los resultados de los ensayos indicaron que los morteros confeccionados con cementos portland puzolánicos desarrollaron a lo largo del periodo de la investigación un mayor grado de fisuración con respecto al cemento portland, además al comparar los resultados entre los cementos puzolánicos se aprecia una diferencia atribuible al proceso de fabricación.

Ingeniero Civil / En la siguiente memoria se estudió la eficiencia de una ceniza volante como inhibidora del fenómeno de etringita retardada (DEF), este fenómeno expansivo ha sido uno de los grandes problemas de las estructuras de hormigón de grandes dimensiones y/o altos calores de hidratación, provocando agrietamientos, disminuyendo su resistencia y durabilidad. Este fenómeno se presenta entre 2 a 20 años después de la confección del hormigón y se sabe que uno de los principales factores que influyen en el origen del fenómeno son las altas temperaturas, ya que la etringita (producto normal de la hidratación del hormigón, dispersa homogéneamente en la matriz de hormigón), se vuelve inestable al sobre pasar los 70°C las primeras horas desde su confección, transformándose en un mono sulfato de menor volumen y mayor estabilidad, el cual una vez que el hormigón se encuentra endurecido y en servicio, bajo condiciones húmedas o parcialmente húmedas se transforma nuevamente en etringita, generando esfuerzos internos y probablemente agrietamientos en el hormigón. En el presente trabajo se estudiara el efecto de una ceniza volante como remplazante de cemento portland en diferentes dosificaciones, manteniendo el contenido de SO3 en un rango normal entre 2,8-3,5%, para esto se confeccionaran una serie de probetas las cuales serán sometidas a curados a temperatura y ciclos de humedecimiento y secado, con el fin de homologar las condiciones óptimas para que se produzca el fenómeno DEF y acelerar las expansiones que este conlleva, se utilizó esta metodología ya que se cuenta con un estudio anterior en el cual se realizaron los mismos ensayos, pero en ese caso se estudió el desempeño de una puzolana natural. Luego de un periodo de 120 días de medición de expansiones se concluyó que hormigones con una dosificación de 70% de cemento Portland y 30% de ceniza volante o puzolana es suficiente para controlar e inhibir el fenómeno DEF.

Ingeniero Civil / El fenómeno expansivo por formación de etringita tardía en etapa de hormigón endurecido, es un factor a considerar cuando se diseña el hormigón de un elemento estructural de grandes dimensiones, o que por su alta dosificación de material cementicio es necesario considerar los efectos de la generación de calor de hidratación asociada. La aparición de este fenómeno provoca agrietamiento y pérdida de resistencia del hormigón años más tarde del vaciado (2 a 20 años), y se relaciona directamente con altas temperaturas en la etapa inicial de endurecimiento al interior del elemento (núcleo), debido al calor generado por las reacciones de hidratación del material cementicio. Para controlar la temperatura a edades tempranas (que cuando superan los 70 °C, se sabe, puede dar origen a un proceso de transformación del sulfoaluminato de calcio hidratado (etringita) en un monosulfoaluminato de calcio hidratado disperso en la matriz cementicia del hormigón) se toman diversas consideraciones, las cuales están enfocadas en mantener la etringita en un rango de temperatura en el que ésta se mantenga estable. Es deseable desde el punto de vista del proceso constructivo, poder liberarse de estas restricciones, estudiando posibles variaciones a la composición del material cementicio o la incorporación de adiciones, que actúen como inhibidoras de la transformación de la etringita primaria bajo condiciones de curado a altas temperaturas. En el presente trabajo se estudia el efecto de la incorporación de puzolana en reemplazo de cemento portland, como parte del material cementicio, a través de ensayos experimentales, en los que se intenta simular de forma acelerada, el comportamiento durante la etapa de servicio, de un hormigón sometido a altas temperaturas a edades tempranas. A partir de los resultados obtenidos en un periodo de ensayo de 120 días se observa que, al utilizar un material cementicio compuesto con 70% de cemento portland y 30% de puzolana con finura similar a la del cemento portland base, manteniendo el contenido de SO3 dentro del rango típico entre 2,8% a 3,5%, es posible controlar el fenómeno expansivo por formación de etringita tardía. Las probetas que utilizaron este material cementicio, se mantuvieron por debajo de las expansiones sugeridas como indicadoras de potenciales problemas por formación de etringita tardía durante la etapa de servicio.

El presente trabajo analiza la influencia de la adición de hidróxido cálcico en pastas, morteros y hormigones de cemento portland con sustitución de altos porcentajes de cemento por ceniza volante. Se realizará una caracterización físico-química sobre pastas, morteros y hormigones de dichas mezclas para observar y evaluar aspectos de comportamiento mecánico y de durabilidad, estudiando la influencia de la presencia del hidróxido cálcico frente a las mezclas que no lo contienen. / Lorca Aranda, P. (2014). EFECTO DE LA ADICIÓN DE HIDRÓXIDO CÁLCICO SOBRE MEZCLAS CON ALTA SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR CENIZA VOLANTE [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39340 / TESIS

El objetivo principal de este estudio es desarrollar una gama de diseños de concretos de alto desempeño con cementos adicionados basados en resultados experimentales, para poder mejorar la durabilidad de los pavimentos rígidos continuamente reforzados expuesto a ambientes agresivos. En este documento se realizó el diseño de ocho mezclas de concreto con cementos puzolánicas en conformidad con las especificaciones técnicas descritas en la guía ACI 325.14R-7. Los cementos utilizados fueron tipo HS e IP (M) con relaciones agua-cemento 0.36, 0.38, 0.40 y 0.42. Dichos diseños aseguran una resistencia a la compresión superior a 310 kg/cm2, un módulo de rotura mayor de 35 kg/cm2 y con un asentamiento de 2 ½” en obra. Para validar estas tres características principales del concreto se realizaron ensayos en estado fresco y endurecido en laboratorio. Los resultados demuestran que las dosificaciones presentadas cumplen con los parámetros de trabajabilidad y resistencia, lo cual demuestra que su uso es apropiado con pavimentadora de encofrado deslizante. / The durability of concrete and long-term performance on rigid pavements affected by aggressive environments such as sulfate attack or resistance to freezing and thawing are the main causes of roadway concrete damage. In this document, eight concrete mixtures with pozzolanic cements were designed in accordance with the technical specifications described in the ACI 325.14R-7 committee. to be applications as an alternative solution to improve the durability of rigid road pavements. This design ensures a compressive strength of more than 310 kg / cm2 and a modulus of rupture greater than 35 kg / cm2 and with a 2½ ”drop on site, which is ideal for use with pavers. To validate these three main characteristics of concrete, concrete tests are carried out in a fresh and resistant state in the laboratory. Allowing the concrete with pozzolanic cements to perform without any inconvenience as a rigid pavement continuously reinforced on a road with high traffic. / Trabajo de investigación

En la presente investigación se abordará el tema de estudio experimental del empleo de diatomita como material cementante suplementario en la producción de concreto de alto desempeño como alternativa al uso de la microsílice; con la aplicación de la diatomita de la empresa Agregados Calcáreos S.A. El problema de los concretos de alta resistencia es que con el pasar de los años han presentado serios problemas de durabilidad y para contrarrestarlos se han invertido millones de dólares para sus respectivas reparaciones. Por ello, el interés de este trabajo en investigar acerca de un material puzolánico que brinde – aparte de altas resistencias a la compresión – mejores propiedades al concreto como la baja permeabilidad, el bajo calor de hidratación, entre otras. Para afrontar este problema se dividió el trabajo en seis capítulos. En el primero, se muestra la introducción a antecedentes, clasificación y ventajas de las puzolanas. El segundo, es acerca de las características específicas de los materiales a utilizar. El tercero, esta dedicado a las dosificaciones de mezcla. En el cuarto y quinto se muestran y analizan los resultados de los ensayos realizados en estado fresco y endurecido, respectivamente. En el último capítulo se procede al análisis del estudio costo-beneficio del concreto. Al finalizar el trabajo se llegó, a través de los diversos ensayos al concreto, a la conclusión de que la diatomita sí es una buena alternativa al uso de la microsílice alcanzando resultados similares. / Tesis

El cemento portland y el yeso son conglomerantes que de forma separada, son muy utilizados en la construcción. El cemento portland en estado endurecido presenta buena resistencia y durabilidad en ambiente húmedo, pero tiene un fraguado lento, y es caro. En cambio el yeso, tiene la ventaja de ser más barato y tiene un fraguado rápido; sin embargo su uso está limitado por su baja resistencia mecánica y por su sensibilidad a los ambientes húmedos. Se conoce, ampliamiente que las mezclas de combinación "cemento/yeso" son incompatibles, ya que en ambientes húmedos producen la formación de etringita y otros compuestos, que causan una disminución drástica de resistencia y expansiones excesivas que lo destruyen. Sin embargo, algunos autores han comprobado que la adición de materiales puzolánicos mejora dicha incompatibilidad. En este trabajo se estudian las propiedades mecánicas y de durabilidad de mezclas "cemento/yeso" con adición de puzolanas, como la "ceniza volante" de la clase F y se comparan resultados con mezclas que contienen "filler calizo" como adición puzolánica. Se desarrolla un amplio programa experimental de laboratorio, en donde se ensayan diferentes morteros de conglomerantes con combinaciones del tipo "cemento/yeso/puzolana" a fin de compatibilizar la necesidad de una buena resistencia mecánica con un bajo nivel de expansión volumétrica. Los resultados son variados y los sistemas ternarios "cemento/yeso/ceniza volante", con bajo contenido en "cemento portland", presentan características mecánicas y de durabilidad muy notables. Se pone de manifiesto en estos sistemas, el efecto beneficioso de una puzolana como la "ceniza volante". A la luz de los resultados, se generan expectativas interesantes al reemplazar un porcentaje importante del "cemento portland" por "ceniza volante" y favorecer la compatibilidad entre el yeso y el cemento, lo que lo hace más económico y presenta ventajas que bien puede extender su uso, principalmente a otras aplicaciones constructivas por ser en muchas regiones, más asequible y de bajo coste. Se comprueba que la adición de "ceniza volante", en adecuada proporción, favorece la compatibilidad entre el yeso y el cemento y aporta una ganancia de resistencia, más aún con un ahorro considerable de cemento, reafirmando así el aporte puzolánico en las mejoras de las condiciones de durabilidad. Los resultados sugieren una posible utilización de estos morteros en aplicaciones constructivas, sobre todo en viviendas sociales o protegidas por cuanto, al reemplazar una buena parte del "cemento portland" por "ceniza volante", hay una considerable reducción de coste. / Roldán Latorre, WL. (2011). Materiales puzolánicos para uso en conglomerantes especiales basados en yeso [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10077 / Palancia

El principal problema que afecta a la vida útil de las estructuras de hormigón armado es la corrosión de las armaduras. Los riesgos más importantes para dicha corrosión son la carbonatación del recubrimiento de hormigón y el ingreso de iones cloruro. Por estas razones, la investigación en nuevos conglomerantes que favorezcan la resistencia a la corrosión de las armaduras es un campo de interés para la ingeniería civil. El catalizador de craqueo catalítico (FCC) es un material de base solicoaluminosa y estructura zeolítica que se usa en las refinerías de petróleo. Cuando el FCC pierde sus propiedades catalíticas, se debe reemplazar por nuevo catalizador. En estudios previos se ha comprobado que el FCC mejora las propiedades emcánicas de los morteros y hormigones debido a una densificación de la matriz cementicia causada por la reacción puzolánica. No obstante, existe una carencia en el conocimiento de cómo la incorporación de este residuo puede afectar a la corrosión de las armaduras de hormigón frente a los clásicos ataques por dióxido de carbono y cloruros. Este trabajo se ha llevado a cabo para estudiar el papel del FCC en el proceso de corrosión de las armaduras de hormigón, cuando se emplea como sustitución parcial del cemento, sometiendo probetas de mortero con FCC a ambientes agresivos (Co2 y Cl-). Se realizaron ensayos de carbonetación acelerada de morteros con distintos niveles de sustitución de cemento por FCC y varias relaciones agua/material cementante (a/mc). En los mismos se puedo comprobar que el consumo de parte de la reserva alcallina de los morterios debido a la reacción puzolánico del FCC, puede ser un factor que acelere el proceso de carbonatación de los recubrimientos de hormigón. No obstante, este fenómeno sólo se puso de manifiesto para relaciones a/mc elevadas. Para relaciones a/mc inferiores a 0,5, la incorporación de FCC en cantidades de hasta el 15% con respecto al peso de cemento, no ofrecía diferencias significativas en cuento a la vel / Zornoza Gómez, EM. (2007). El papel del catalizador usado de craqueo catalítico (fcc) como material puzolánico en el proceso de corrosión de armaduras de hormigón [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1843 / Palancia

La industria de la Construcción es un campo muy dinámico, donde continuamente se consiguen avances y mejoras en los materiales utilizados con el fin de ofrecer mejores prestaciones y mayor seguridad. Dentro de dichos avances se encuentra la utilización de materiales puzolánicos que mejoran el comportamiento de los conglomerantes que los incorporan. En el presente trabajo se estudia los posibles beneficios obtenidos al incorporar el catalizador de craqueo catalítico del petróleo (FCC) en pastas, morteros y hormigones. El trabajo se divide en dos bloques principales, en el primero de ellos se realiza un estudio completo sobre la caracterización fisicoquímica del catalizador, y el segundo trata de su utilización e interacciones producidas al cinorporarlo junto al cemento o la cal en pastas, morteros y hormigones. El estudio de muestras de FCC de diversa procedencia, ha permitido comprobar la similitud entre los residuos y permite afirmar que es posible su utilización en cualquiera de los casos. Se ha estudiado la incorporación del FCC tanto como sustitución de parte de cemento como de la fracción árido; en ambos casos, se ha comprobado que el FCC actúa como una puzolana muy activa desde las primeras edades de curado. Este comportamiento se ha corroborado con estudios de fijación de cal, por medio de técnicas termogravimétricas. El FCC es una excelente puzolana para utilizar en hormigones autocompactables, tradicionales y de alta resistencia, tanto para hormigones con cemento Pórtland ordinario como hormigones blancos. / Soriano Martínez, L. (2007). Nuevas aportaciones en el desarrollo de materiales cementantes con residuo de catalizador de craqueo catalítico (fcc) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2542 / Palancia