Propiedades y durabilidad del cemento con adición de metacaolín: mortero y hormigón
DOI:
https://doi.org/10.3989/mc.2010.50609Palabras clave:
cemento con adiciones, metacaolín, ataque sulfatos-cloruros, penetración clorurosResumen
En este trabajo se estudia el efecto del metacaolín sobre las prestaciones del hormigón. Las probetas curadas a 360 y 90 días se sometieron a ensayos de resistencia a compresión y de tracción indirecta respectivamente. Se hizo un seguimiento de la resistencia a la compresión de los materiales ante el ataque de sales (soluciones de cloruro y de sulfato-cloruro) y, se midió la penetración de cloruros y la capacidad de los hormigones de inmovilizar estos iones. Los resultados se compararon con los obtenidos con hormigones elaborados con cemento pórtland ordinario (OPC) y, con cemento de calor de hidratación moderado (tipo II). El MK resultó influir muy positivamente en la resistencia del hormigón a 28 días debido a la mejora de la microestructura del cemento hidratado. La sustitución de cemento por metacaolín aumentó la resistencia del hormigón al ataque de cloruros. El hormigón con metacaolín demostró ser más duradero en entornos de sulfato-cloruro que los hormigones elaborados con OPC o con cemento de tipo II. Los perfiles de concentración de cloruros a distintas profundidades y la diferencia entre los contenidos de cloruro libre y total, mostraron claramente que el cemento con metacaolín reducía la penetración de cloruros en el hormigón y, aumentaba su capacidad para combinar con iones cloruro. La conclusión general fue que podía fabricarse material puzolánico utilizable, mediante la activación térmica del caolín local.
Descargas
Citas
(1) Kostuch, J. A.; Walters, V.; Jones, T. R.: “High performance concretes incorporating metakaolin: a Review”, Concrete 2000 (1993), E&FN Spon, pp. 1799-1811.
(2) Sabir, B. B.; Wild, S.; Khatib, J. M.: “On the workability and strength development of metakaolin concrete”, Concrete for Environmental Enhancement and Protection (1996), E&FN Spon, pp. 651-656.
(3) Curcio, F.; Deangelis, B. A. Pagliolico, S.: “Metakaolin as a pozzolanic microfiller for high-performance mortars”, Cem. Concr. Res., vol. 28, nº 6 (1998), pp. 803-809. doi:10.1016/S0008-8846(98)00045-3
(4) Sabir, B. B.; Wild, S.; Bai, J.: “Metakaolin and calcined clay as pozzolans for concrete: a review”, Cement and Concrete Composites, vol. 23 (2001), pp. 441-454. doi:10.1016/S0958-9465(00)00092-5
(5) Siddique, R.; Klaus, J.: “Influence of metakaolin on the properties of mortar and concrete: A review”, Applied Clay Science, vol. 43, nº 3-4 (2009), pp. 392-400. doi:10.1016/j.clay.2008.11.007
(6) Bakhshi, M.; Ghalibafian, M.: Properties of high-performance concrete containing high reactivity metakaolin. SP-228, ACI, Farmington Hills, Mich. (2005), pp. 287-296,
(7) Razak, H. A.; Wong, H. S.: “Effect of incorporating metakaolin on fresh and hardened properties of concrete”. SP-200, ACI, Farmington Hills, Mich. (2001), pp. 309-324,
(8) Justice, J. M.; Kennsion, L. H.; Mohr, B. J.; Beckwith, S. L.; McCormick, L. E.; Wiggins, B.; Zhang, K. Z. Z.; Kurtis, E.: “Comparison of two metakaolins and a silica fume used as supplementary cementitious materials”. SP-228, ACI, Farmington Hills, Mich. (2005), pp. 213-236.
(9) Caldarone, M. A; Gruber, K. A.; Burg, R. G.: “High reactivity metakaolin: A new generation mineral admixture”, Concrete International, vol. 16, nº 11 (1994), pp. 37-40.
(10) Caldarone, M. A.; Gruber, K. A.: “High reactivity metakaolin - a mineral admixture for high-performance concrete”, Proceedings of the International Conference on Concrete under Severe Conditions, Environment and Loading, Sapporo, Japan, vol. 2 (1995) pp. 1015-1024,
(11) Zhang, M. H; Malhotra, V. M.: “Characteristics of a thermally activated alumino-silicate pozzolanic material and its use in concrete”, Cem. Concr. Res., vol. 25, nº 8 (1995), pp. 1713-1725. doi:10.1016/0008-8846(95)00167-0
(12) Bai, J.; Wild, S.; B. B. Sabir, B. B.; Kinuthia, J. M.: “Workability of concrete incorporating pulverized fuel ash and metakaolin”, Magazine of Concrete Research, vol. 51, nº 3 (1999), pp. 207-216. doi:10.1680/macr.1999.51.3.207
(13) Wild, S.; Khatib, J. M.; Roose, L. J.: “Chemical shrinkage and autogenous shrinkage of Portland cement-metakaolin pastes”, Advances in Cement Research, vol. 10, nº 3 (1998), pp. 109-119.
(14) Boddy, R.D.; Hooton, K.A.; Gruber: “Long-Term testing of the chloride penetration resistance of concrete containing high reactivity metakaolin”, Cem. Concr. Res., vol. 31, nº 5 (2001), pp. 759-765. doi:10.1016/S0008-8846(01)00492-6
(15) Justice, J. M.; Kurtis K. E.: “Influence of metakaolin surface area on properties of cement-based materials”, ASCE, Journal of Materials in Civil Engineering, vol. 19, nº 9 (2007), pp. 762-771. doi:10.1061/(ASCE)0899-1561(2007)19:9(762)
(16) Balaguru P.: “Properties of normal and high-strength concrete containing metakaolin”. SP-199, ACI, Farmington Hills, Mich. (2001), pp. 737-756.
(17) Ramlochan T.; Thomas, M.: “Effect of metakaolin on external sulfate attack”. SP-192, ACI, Farmington Hills, Mich. (2000). pp. 239-252.
(18) Parande, K.; Babu, B.; Karthik, M. A.; Kumaar, K.K.; Palaniswamy, N.: “Study on strength and corrosion performance for steel embedded in metakaolin blended concrete/mortar”, Construction and Building Materials, vol. 22, nº 3 (2008), pp. 127-134. doi:10.1016/j.conbuildmat.2006.10.003
(19) Coleman, N. J.; McWhinnie, W.: “Solid State Chemistry of Metakaolin-Blended Ordinary Portland Cement”. Journal of Materials Science, vol. 35, nº 11 (2000), pp. 2701-2710. doi:10.1023/A:1004753926277
(20) Abo-El-Enein, S. A.; Abbas, R.; Ezzat, E.: “Properties and durability of metakaolin blended cemens”, Mater Construcc, vol. 60, nº 299 (2010), pp. 21-35. doi:10.3989/mc.2010.50509
(21) Poon, C.S.; Kou, S.C.; Lam, L.: “Compressive strength, chloride diffusivity and pore structure of high performance metakaolin and silica fume concrete”, Construction and Building Materials, vol. 20 (2006), pp. 858-865. doi:10.1016/j.conbuildmat.2005.07.001
(22) Arikan, M.; Sobolev, K.; Ertu.n, T.; Yegˇinobali, A.; Turker, P.: “Properties of blended cements with thermally activated kaolin”, Construction and Building Materials, vol. 23, nº 1 (2009), pp. 62-70. doi:10.1016/j.conbuildmat.2008.02.008
(23) Badogiannis, E.; Kakali, G.; Dimopoulou, G.; Chaniotakis, E.;. Tsivilis, S: “Metakaolin as a main cement constituent: exploitation of poor Greek kaolins”, Cement and Concrete Composites, vol. 27 (2005), pp. 197-203. doi:10.1016/j.cemconcomp.2004.02.007
(24) Badogiannis, E.; Tsivilis,S.: Exploitation of poor Greek kaolins: durability of metakaolin concrete. Cement and Concrete Composites, vol. 31, nº 2 (2009), pp. 128-133. doi:10.1016/j.cemconcomp.2008.11.001
(25) Castellote, M.; Andrade, C.: “Round-Robin test on chloride analysis in concrete - part II: analysis of water soluble chloride content”, Materials and Structure, vol. 34, nº 10 (2001), pp. 589-596. doi:10.1007/BF02482124
(26) Castellote, M.; Andrade, C.: “Round-Robin test on chloride analysis in concrete - part I: analysis of total chloride content”, Materials and Structure, vol. 34, nº 9 (2001), pp. 532-549. doi:10.1007/BF02482181
(27) Kim, H. S.; Lee, S. H; Moon, H. Y.: “Strength properties and durability aspects of high strength concrete using Korean metakaolin”. Construction and Building Materials, vol. 21, nº 4 (2007), pp. 1229-1237. doi:10.1016/j.conbuildmat.2006.05.007
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2010 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.
Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Consulte la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.
