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La mezcla es especial para reparaciones en concreto. Fotos: cortesía Jaime Arturo Correa Yepes.

Para evaluar el producto se hicieron pruebas de autocompactación.

El cono en v se utiliza para la prueba de autocompactación.

Ceniza volante y humo de sílice.

Los daños y desgastes de construcciones en cemento se pueden reparar con la mezcla. Foto tomada de: goo.gl/RB2vgR

Jaime Arturo Correa Yepes, estudiante de la Maestría en Ingeniería - Materiales y Procesos de la U.N. Sede Medellín. Foto: Anderson Montoya.

La mezcla se hizo con base en otras investigaciones y permite reducir el uso de cemento al adicionar los dos materiales, con lo cual se logró un ahorro de 30 % en el consumo del cemento puro y se incrementó el mismo porcentaje de fluidez, en comparación con una mezcla a base de solo cemento.

Para llegar a los resultados se hicieron ensayos y análisis de reología –parte de la física que estudia la deformación de los fluidos–, se evaluó la resistencia a la compresión y se verificó su comportamiento en autocompactación. Esto significa que la mezcla se puede vaciar sin necesidad de vibraciones mediante equipos, lo que se hace convencionalmente.

La fabricación del cemento es costosa, tanto económica como ambientalmente, porque en el proceso se emite material particulado y dióxido de carbono, un gas efecto invernadero. Para producir el material se necesita alcanzar hasta 1.400 °C, lo que implica un alto consumo energético.

Jaime Arturo Correa Yepes, ingeniero civil y estudiante de la Maestría en Ingeniería - Materiales y Procesos de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Medellín, quien desarrolló la mezcla, explica que la reducción de unos 50 ^ºC en este procedimiento significaría un gran ahorro energético. Por eso es muy importante realizar investigaciones para reducir el consumo del cemento puro.

La finalidad del investigador es comercializar el producto, para lo cual busca financiación de una empresa cementera, ya que las mezclas de reparación que existen hoy en el mercado son complejas y costosas. En ese sentido, la utilización de la mezcla con ceniza volante y humo de sílice es pertinente, porque puede reducir costos hasta en 50 % en relación con materiales similares.

Reemplazo económico

La ceniza volante es una adición muy utilizada en Colombia, y el humo de sílice es muy usado en el mundo. El primer material, por efectos físicos, tiene la característica de plastificar la pasta y reducir el consumo de cemento puro.

Sobre la pertinencia del subproducto de la quema de carbón, el investigador afirma que “cuando el cemento se endurece deja contenidos de hidróxido de calcio y el componente mineralógico de la ceniza volante, que es aluminio y sílice, reaccionan con ellos y forman más cementante en la pasta”.

Por su parte, el humo de sílice compensa la resistencia a la compresión que se podría perder al reemplazar el cemento por ceniza volante. Por ser de tamaño fino y de gran pureza, este material reacciona con los hidróxidos de calcio formando el mismo producto.

Tal efecto se da desde que empieza el endurecimiento de la mezcla, es decir tres horas después de su preparación, mientras que para la ceniza volante la reacción es más lenta, pues empieza 15 días después.

El desarrollo representa una alternativa innovadora, ya que como manifiesta el estudiante de maestría, comúnmente las investigaciones se basan en tratar de reemplazar las cantidades de contenido de cemento o de encontrar productos que compensen algunas de las características necesarias del material para rebajar los consumos.