Reacción álcali - sílice en hormigones con ceniza de cascara de arroz residual

Abstract

Desde 2006 el LEMIT-CIC ha desarrollado proyectos de investigación conjunta con el Centro de Tecnología, Departamento de Estruturas e Construção Civil (GEPECON/UFSM Universidade Federal de Santa María, Brasil) y la Universidad de la República (UDELAR, Montevideo, Uruguay) sobre el uso en hormigón de ceniza de cáscara de arroz residual (CCA). La CCA es una adición mineral de gran interés en varios países en desarrollo. Para obtener una buena puzolana la cáscara de arroz necesita ser quemada bajo un proceso de temperatura controlada y molida en forma previa a su incorporación al hormigón. Bajo otras condiciones se obtiene una CCA residual de menor calidad, pero la misma puede ser mejorada mediante molienda (CCAM). Con el fin de simplificar el procesamiento de la CCA, se demostró en el proyecto conjunto que es posible producir hormigones estructurales empleando la CCA residual sin realizar la molienda previa (CCAN), adaptando el proceso de mezclado del hormigón de forma tal de optimizar el tamaño de partículas de la ceniza. De este modo se ve favorecido el uso de CCA en zonas cercanas a los sitios de producción. Sin embargo, dado que la CCA posee sílice amorfa y cristobalita en su composición, se pueden producir reacciones deletéreas con el cemento portland ante la presencia de álcalis y condiciones ambientales propicias. Este artículo describe los estudios realizados en el LEMIT sobre el desarrollo de la reacción álcali - sílice (RAS) en morteros y hormigones preparados con CCAN y CCAM. Se discuten los resultados de las expansiones medidas en morteros y hormigones, de las propiedades mecánicas y de estudios de campo sobre prototipos. El trabajo muestra que cuando se emplea CCAN existen riesgos de fisuración conforme el contenido de álcalis y el tipo de ligante empleado.

Since 2006, the LEMIT-CIC has developed research projects together with the Centro de Tecnología, Departamento de Estruturas e Construção Civil (GEPECON/UFSM Universidade Federal de Santa Maria, Brasil) and the Universidad de la República (UDELAR, Montevideo, Uruguay) on the use of residual rice-husk ash (RHA) in concrete. The RHA is a supplementary cementing material of great interest in many developing countries. To obtain a good pozzolan the rice-husk needs to be burnt at a controlled temperature and ground before incorporating in concrete. In other conditions a residual RHA is obtained with a lower quality, but it can be improved by grinding (GRHA). As a way to simplify RHA processing, it was demonstrated in the performed joint projects that it is possible to produce structural concretes incorporating residual RHA without previous grinding (NRHA), adapting concrete mixing process to optimize the ash particle size. In this way the use of RHA nearby where it is produced can be enhanced. Nevertheless as RHA has siliceous vitreous minerals and cristobalite, deleterious reactions with portland cement can take place when alkalis and certain environmental conditions are present. This paper describes the studies performed at LEMIT on the development of alkali - silica reaction (ASR) in mortars and concretes prepared with NRHA and GRHA. Results of mortar and concrete expansions, mechanical properties, and field studies on prototypes are discussed. The research shows that when using NRHA there can be risks of cracking according to the alkali content and binders used.