“SUSTITUCIÓN PARCIAL DE CEMENTO PORTLAND POR CATALIZADOR GASTADO DE CRAQUEO CATALÍTICO DEL PETRÓLEO (FCC) EN MORTEROS Y SU EFECTO EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN”
Paola RebazaTrabajo28 de Febrero de 2019
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE QUÍMICA
ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL
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“SUSTITUCIÓN PARCIAL DE CEMENTO PORTLAND POR CATALIZADOR GASTADO DE CRAQUEO CATALÍTICO DEL PETRÓLEO (FCC) EN MORTEROS Y SU EFECTO EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN”
Curso:
Análisis estructural- Concreto
Integrantes:
Rebaza Alfaro, Paola
Rios Castillo, Elmer
Romero Rodríguez, Carlos
6 to CICLO – PROMOCIÓN X
Docente:
Dr. Nelson Farro Pérez
Lunes, 3 de diciembre
TRUJILLO – PERÚ
2018
INDICE
I. RESUMEN 2
II. INTRODUCCIÓN 2
III. MATERIALES Y EQUIPOS 4
3.1. MATERIALES 4
3.2. EQUIPOS 4
IV. METODO EXPERIMENTAL 4
V. RESULTADOS 4
5.2. ENSAYO A LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 6
5.3. ÍNDICE DE ACTIVIDAD PUZOLÁNICA 7
VI. DISCUSIÓN 8
6.1. ENSAYO A LA FUIDEZ 8
6.2. COMPARACIÓN DE LAS FUERZAS PARA CADA MORTERO Y PARA CADA TIEMPO DE CURADO 9
6.3. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 9
6.4. ÍNDICE DE PUZOLANIDAD 9
VII. CONCLUSIÓN 9
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 9
RESUMEN
El concreto, hormigón, es una mezcla de cemento Portland, arena, agregado grueso y agua. El principal material cementante en el concreto es el cemento Portland. Hoy en día se emplean materiales alternativos para sustituir el cemento Portland tradicional son subproductos de las industrias, residuos industriales, tales como: cáscara de arroz, bagazo de la caña de azúcar, catalizador gastado del craqueo catalítico (FCC), cenizas volantes y escorias de alto horno, estos residuos deben contener hierro, aluminio o sílice, es decir, deben presentar propiedades puzolánicas para asegurar que proporcionen los componentes necesarios para la formación de un mortero. Pueden ser utilizados para el mejoramiento del desempeño del concreto en su estado fresco y endurecido. Son principalmente utilizados para mejorar la trabajabilidad, la durabilidad y la resistencia a la compresión.
En la presente investigación se evidenciará el efecto del catalizador gastado de craqueo catalítico como sustituto parcial del cemento Portland en 0%, 15% y 20% en peso total del mortero. Teniendo en cuenta todo agregado de agua por encima de la cantidad estipulada hace disminuir indefectiblemente la resistencia y otras propiedades. Los tres morteros serán sometidos a pruebas de resistencia a la compresión a los días 7,14 y 28 del curado.
Los resultados mostraron que disminuyo en 42% y 63% de la resistencia a la compresión en los morteros con adiciones del 15% y 20% de FCC, respectivamente, en comparación con la mezcla control (0% de FCC). Se observa que, para las condiciones de este estudio, los morteros con adición de FCC presentan un menor rendimiento técnico y ambiental en comparación con los morteros habituales.
INTRODUCCIÓN
El cemento Portland actual se obtiene al calcinar mezclas de calizas y arcillas; preparadas artificialmente a una temperatura de aproximadamente 1.500 °C. El producto resultante que es el denominado Clinker, se muele añadiendo una cantidad adecuada de regulador de fraguado; que suele ser piedra de yeso natural. Se presenta en la literatura especializada que la composición química media aproximada de un cemento Portland está formada por un porcentaje oscilante entre 61 y 67% de óxido de calcio (CaO), entre 19 y 23 % de óxido de silíceo (SiO₂), entre 2.5 y 6 % de óxido de aluminio (Al₂O₃), entre 0 y 6% de óxido de hierro (Fe₂O₃), y entre 1.5 y 4.5% de otros compuestos químicos minoritarios. Los cuatro primeros componentes (el primero básico y los otros tres ácidos) son los principales; sin embargo, no se encuentran libres, sino combinados formando los silicatos, aluminatos y ferrito aluminatos. Pueden referirse también otros tipos de cementos, tales son los casos de los cementos Portland con adiciones activas, los cementos especiales, los siderúrgicos, los puzolánicos. Los cementos Portland con adiciones activas son aquellos que además de los componentes principales del Clinker y de la piedra de yeso, contienen también algunas adiciones minerales, tales como la escoria siderúrgica, humo de sílice, puzolana natural, ceniza volante, entre otras. Los cementos especiales (de alta resistencia inicial, resistentes a los sulfatos, de bajo calor de hidratación, cementos blancos) suelen ser cementos Portland especiales, solo que en estos se limitan o fortalecen alguno de los cuatro componentes básicos del Clinker. En el caso del cemento siderúrgico, se refiere a que se obtiene por molturación conjunta de Clinker de Portland con un regulador de fraguado, (yeso natural en proporciones oscilantes entre 5 y 7%); en proporción de entre 15 y 65%, con ceniza de carbón proveniente de las centrales termoeléctricas, o con escoria de fundiciones, en proporción oscilante entre 35 y 85%. Los cementos siderúrgicos forman parte de la familia de los llamados cementos fríos. En estos casos, la escoria se obtiene enfriando bruscamente en agua la espuma fundida, procedente de procesos siderúrgicos. En este enfriamiento la escoria se vitrifica y se vuelve activa hidráulicamente por su contenido en cal combinada, fraguando por sí misma y endureciendo lentamente; por lo que para acelerar el endurecimiento, se añade el Clinker de Portland. (Vidaud, 2009)
Hoy en día la mayoría de las mezclas de concreto contienen adiciones al cemento que constituyen una porción del material cementante en el concreto. Estos materiales son generalmente subproductos de otros procesos, denominados puzolanas, tales como: cáscara de arroz, bagazo de la caña de azúcar, catalizador gastado del craqueo catalítico (FCC), que por sí mismos no tienen propiedades cementantes, pero cuando se utilizan con el cemento portland, reaccionan para formar componentes cementantes. Otros materiales, como las escorias si exhiben propiedades cementantes. Pueden ser utilizados para el mejoramiento del desempeño del concreto en su estado fresco y endurecido. Son principalmente utilizados para mejorar la trabajabilidad, la durabilidad y la resistencia. Estos materiales le permiten al productor de concreto diseñar y modificar la mezcla de concreto para satisfacer la aplicación deseada. Las mezclas de concreto con elevados contenidos de cemento Portland son susceptibles a la fisuracion y a una mayor generación de calor, estos efectos pueden ser controlados en alguna medida mediante la utilización de adiciones al cemento. Lo materiales cementantes suplementarios le permiten a la industria del concreto utilizar centenares de millones de toneladas de subproductos que de otra forma serían vertidos en el terreno como desechos. Por otro lado su utilización reduce el consumo de cemento Portland por unidad de volumen de concreto. El cemento Portland tiene un elevado consumo de energía y de emisiones asociadas con su producción, este consumo energético se disminuye cuando se reduce la cantidad de cemento Portland utilizada en el concreto. (NRMCA, 2006)
El cambio de las propiedades del mortero compuesto de cemento y adición de catalizador gastado de craqueo catalítico de petróleo (FCC). El FCC se ha mostrado como un material puzolánicos muy activo, capaz de combinar el hidróxido cálcico (porlandita) liberado en la hidratación del cemento Portland y formar compuestos de carácter hidráulico. Este comportamiento hace que se produzca un aumento adicional en la resistencia mecánica del mortero y del concreto que lo contienen. Sin embargo, en general, los efectos puzolánicos suelen tenerse en cuenta para periodos superiores a los 3 días, mientras que se supone a tiempos más cortos, la influencia de la puzolana es despreciable, actuando como inerte. Sin embargo, la reactividad de FCC, es tan elevada que se puede ver los resultados a tiempos cortos del curado (Borrachero M. et al., 2002)
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