Diseño de mezclas de hormigones autocompactantes con alto contenido de adiciones minerales y áridos de diferentes naturaleza para desempeño en ambientes altamente agresivos

Abstract

[EN] The advances in the use of self-compacting concrete (SCC) increases its consumption in construction materials. The SCC has ease of placement and refinement of the microstructure due to the increase of the volume of paste and fines thus improving the resistance to the penetration of aggressive agents. Therefore, its use is not limited to usual scenarios but focusing also to environments with severe operating conditions as is the case of energy transport infrastructures, often located in remote and extreme places. These conditions of application and location restrict the type of materials to be used in the design of concrete: type of aggregates, type of cement, use of supplementary cementitious materials (SCM), etc. The development of SCC also must imply an increase in the sustainability of the construction process by promoting the use of binders with mineral additions and limestone filler , in order to reduce the total cement content (due to the reduction of CO2 emissions associated to cement production) thus decreasing their environmental footprint. However, the incorporation of SCM implies the need to ensure compatibility with the chemical additives, superplasticizers, while maintaining the fresh state properties. Another relevant factor is the type and characteristics of aggregates that significantly affect the workability of concrete. The aggregates provide an improvement in performance in a hardened state, but in some cases they modify the consistency losing the self-compactibility of the concrete.The aim of this study is to evaluate the influence of the composition of the mixture components on the fresh and hardened properties of the SCC: 1) Interaction of the additives with cements with high mineral addition content (50%) of slag and fly ash; 2) the effect of the use of mixtures of aggregates with different origin, shape and composition that provide the special properties required concentrated solar power plants. Mixtures of aggregates, limestone, basalt and crushed Clinker have been considered along with additives that promote flowability, water reducers and density enhancement. Robust SCCs can be developed with high stability suitable for CSP application.

[ES] El presente estudio se centra en el desarrollo de dosificaciones de hormigones autocompactantes (HAC) para ser empleados en la construcción de infraestructuras de almacenamiento de energía térmica. En el estudio se han considerado tres aspectos básicos: 1) selección del cemento óptimo (Binario con 50% escorias de alto horno y ternario con 20% de escorias de alto horno y 20% de cenizas volantes), 2) áridos de altas prestaciones térmicas: calizo, basáltico y Clinker de cemento, y 3) combinación de aditivos para mejorar las características de trabajabilidad, fluidez y tiempo abierto. El diseño de los hormigones se ha realizado en dos etapas: i) utilizando el método de morteros equivalentes, ii) HAC de altas prestaciones térmicas. Se ha establecido el método de morteros equivalentes como una herramienta de apoyo en la fase preliminar del estudio, en el desarrollo del hormigón. La compatibilidad de los diferentes tipos de aditivos con los cementos binarios y ternarios con alto contenido en adiciones minerales ha sido comprobada en los morteros equivalentes. Siempre la cantidad del aditivo superplastificante / Reductor de agua (SP/RA) es menor que el aditivo para mejorar la trabajabilidad (SP/T) y complementado con la Nano-sílice (NS) usada además como modulador de viscosidad. El árido basáltico mejora la fluidez, aumenta la densidad y resistencia, pero complica la trabajabilidad. El árido calizo aporta docilidad y baja la densidad. El árido de clinker mejora la trabajabilidad y aumenta la densidad. El filler calizo (FC) mejora la compacidad aunque en detrimento de las resistencias.