Utilización de cenizas de quebracho colorado como agregado en los morteros de cemento de obra civil

CARRANZA, BELÉN; NOVAK, GERARDO; FRANK, WALTER; OKULIK, NORA B.; BOOTH F.

Presidencia Roque Sáenz Peña- Chaco

Jornada; Jornadas Provinciales de Investigación 2023; 2023

Min Educ Ciencia y Tecnología Chaco.UNCAUS

En la provincia del Chaco existen diversas industrias de extracción de taninos a partir del Quebracho colorado (Schinopsisbalansae). Los chips de esta madera son procesados, secados y utilizados como combustible para generar energía en sus propias instalaciones industriales y/o alrededores. De esta manera se queman varias toneladas de madera por día generando así grandes volúmenes de cenizas de quebracho Industrial (CQI) que constituyen un residuo contaminante difícil de tratar, lo cual representa un problema no menor para la industria y el medio ambiente.La utilización de cenizas industriales como materias primas inorgánicas ha sido propuesta, estudiada e implementada en varios casos por lo que para poder llevar a cabo la real viabilidad de la implementación es necesario realizar una exhaustiva caracterización fisicoquímica. Los distintos estudios realizados en trabajos posteriores a las cenizas de quebracho (ATD/TG, MC, DRX-Rietveld, MEB-EDS) mostraron que las mismas contienen como elemento principal calcio (en forma de carbonato, hidróxido sulfato) y componentes minoritarios tales como Al, C y Si.Un sector atractivo para el uso de estas cenizas debido a las características que poseees el de la construcción de obra civil, más específicamente para ser usado comoagregado en la fabricación de morteros y/o hormigones como posible reemplazoparcial, tanto de los áridos como del cemento portland que componen la mezcla, estotrae como principal ventaja desde el punto de vista económico, la disminución de las cantidades de las materias primas de mayor valor en un porcentaje que no comprometa sus propiedades mecánicas. La necesidad de aplicar criterios de desarrollo sustentable en la industria de laconstrucción adquiere un rasgo particular en lo que se refiere a minimizar el consumode clinker favoreciendo un mayor consumo de adiciones minerales. Los beneficiosambientales, que se suman a las ventajas técnicas y económicas, pueden ser muysignificativos considerando el uso de estos materiales. El concreto, el material de construcción más utilizado, tiene como materia prima básica al cemento Portland, cuya producción libera grandes cantidades de anhídrido carbónico (se estima que la generación de una tonelada de cemento produce la emisión de una tonelada de dióxido de carbono). El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el uso de cenizas de quebracho como agregado en morteros de obra civil. Para ello se evaluaron las propiedades mecánicas (MOR y compresión) de los morteros compuestos por cemento portland utilizando una relación de arena cemento de 3:1 sin y con agregado de cenizas de quebracho colorado obtenidas de una instalación industrial de extracción de taninos activa en la Provincia del Chaco, en distintos porcentajes (10 y 30% en peso).Previamente a la ceniza se le realizaron análisis granulométricos, microestructuralesquímicos (SEM EDS) y mineralógicos (DRX). Los materiales de partida para laobtención de los morteros fueron cemento, arena y cenizas de quebracho a la cual sele realizó el acondicionamiento correspondiente mediante una molienda de dos horaspara la disminución del tamaño de partícula. Las pastas fueron mezcladas usando unarelación 3:1 arena cemento y se le adiciono distintos porcentajes de cenizas (10% y30%p) de quebracho. Por otro lado, también se realizó pastas sin segregado decenizas. Las mezclas de diferentes composiciones fueron vertidas en moldes de 15 cm delargo por 2,5 cm de alto y 2,5 cm de profundidad. Estas barras se dejaron fraguar por7 y 28 días a temperatura ambiente. La densidad aparente se calculó a partir del peso y del volumen geométrico. La densidad relativa DR se obtuvo como el cociente entre la densidad aparente y la teórica del material. La porosidad total P se calculó a partir de la ecuación: P=1-DR. Los ensayos mecánicos fueron evaluados en términos del módulo de flexión mediante la Maquina Universal MAYCI II CIFIC. Los resultados indicaron que los morteros con 30% de CQ tienen una densidad aparente de 1,6 gr/cm3 aprox. mientras que las probetas con 10% de CQ presentaronvalores más altos 1,9 gr/cm3. Sin embargo, el valor más alto de densidad se obtuvopara los morteros sin cenizas siendo este de 2,1 gr/cm3 aprox. Respecto a los ensayos de flexión a 7 días de curado se observó que los morteros sin cenizas presentaron valores más altos (2,5 MPa) que los morteros con 10 % y 30 % de CQ. Con 10% de CQ el módulo de flexión promedio en 0,45 MPa, mientras que con 30 % fue cercano a 1 MPa. La evaluación de las propiedades mecánicas mostró que el módulo de flexión disminuye con el aumento del contenido de cenizas, mientras que la densidad aumenta conforme disminuye el contenido de CQ. Cabe señalar que estos sonresultados preliminares ya que se deben continuar con los ensayos a 28 días de curado.