Materiales de construccinTrabajabilidad y resistencia a la compresin de hormign dctil autocompactante (DSCC) con materiales de sustitucin de variados de cemento. Muhd Fadhil Nuruddin, Kok Yung Chang, Norzaireen Mohd AzmeeDestacados: MIRHA: Es un nuevo material sustituto para el cemento producido bajo mtodo de la quema controlada utilizando el sistema de microondas. Todas las mezclas de DSCC cumplen los requisitos de habilidades de auto compactacin. DSCC con el reemplazo de 103 FA y 10% MIRHA logra la ms alta resistencia a la compresin. El uso de ceniza FY y MIHRA son capaces de mejorar las propiedades del hormign debido a la reaccin con el cemento pozzolanie.Resumen El hormign Dctil autocompactante (DSCC) es uno de los materiales avanzados, que combina la auto-compactacin con habilidades y ductilidades para hacer frente a los problemas actuales de la industria. Se realiz un estudio sobre los materiales de sustitucin al cemento, se llev a cabo con materiales de reemplazo; Hasta 20% de cemento en DSCC fue reemplazado por el mtodo del microondas, incinerando cascaras de arroz (MIRHA), con humo de slice (SF) y cenizas volantes (FA) en ciertas proporciones. Los experimentos de auto-compactacin se usan como prueba V-embudo, flujo de asentamiento y como prueba de caja en L, se llevaron a cabo con el fin de asegurar que la DSCC tuviese diversos materiales como reemplazo de cemento cumpliendo los requisitos para auto-compactarse, varios cementos a resistencia de compresin se realizaron con el control de la DSCC. Los resultados muestran que el DSCC con reemplazo de 10% de FA reemplaza la MIRHA logrando la ms alta resistencia a la compresin sin escarificar la auto-compactante.Elsevier LTD 2014. Todos los derechos reservados. 1. IntroduccinEl concreto es uno de los materiales ms importantes de la construccin, la mejora del concreto es necesaria y esencial con el fin de aumentar el rendimiento y sostenibilidad. En dcadas pasadas, la alta resistencia del concreto era ms estimado que un concreto normal, obteniendo mayores beneficios y ventajas tanto econmicas como caractersticas. El alto concreto es usado para evitar los miembros estructurales de gran tamao y conduce a la reduccin de cargas muertas en un edificio. Por otra parte, el hormign o concreto posee una alta densidad uniforme e impermeabilidad que mejoran la durabilidad de las estructuras, ha sido ampliamente utilizado en la prctica de la construccin alrededor del mundo a pesar de que es baja en resistencia a la traccin y capacidad de deformacin dbil, en otras palabras es quebradizo. Adems, existe una relacin directa entre la fragilidad y la fuerza que significa que la fragilidad del hormign aumenta con la fuerza. Basado en la investigacin pasada, la fragilidad y las deficiencias de concreto de alta resistencia se pueden superar mediante el refuerzo con fibras discontinuas cortas. Brechas de fibras de acero, propagacin de micro-grietas, formacin retraso grieta, lmite existente al reducir el desplazamiento de apertura punta de la grieta. Este mecanismo se conoce como mecanismo de puente. Adems del efecto de punteo de fisuras, resistencia a la adherencia de la matriz de fibra de acero tambin contribuye a la resistencia a la fractura creciente de la DSCC. El vnculo de la DSCC entre las fibras de acero y la matriz se conoce como unin interfacial que rige resistencia final. Generalmente, hay dos tipos de unin interfacial en hormign reforzado con fibras que se conocen como cizallamiento y adherencia de tensin. La adhesin al cizallamiento de la fibra y la matriz, controla la transferencia de tensin en paralelo al eje longitudinal del refuerzo y resistencia a la atraccin de salida del refuerzo de la matriz. Por otro lado, el enlace a la traccin, resiste el desplazamiento causado por las fuerzas que actan perpendicularmente a la interfaz. Por lo tanto, la absorcin de energa y resistencia al impacto de hormign se puede aumentar mediante la adicin de fibras de acero. Sin embargo, la adicin de fibras de acero a alta dosificacin tiene desventajas potenciales en trminos de mala trabajabilidad y aumento de los costos. Adems, la alta rigidez de las fibras de acero puede conducir a algn micro-defecto, tales como huecos y panales durante la colada debido a la compactacin inadecuada a bajo nivel de trabajabilidad. La creacin de estructuras de hormign de buena calidad requiere compactacin adecuada durante la colada de trabajos cualificados. Por lo tanto, el producto de hormign se basa en la calidad aunque el hormign diseado fue con alta resistencia y durabilidad. En orden para asegurar la calidad del hormign diseado, independiente se necesita compactacin. La Capacidad de auto compactacin permite que el hormign sea autonivelante y compactactante por su propio peso y sin compactacin externa o interna. La DSCC ha hecho posible la combinacin para la compactacin de concreto y reforzado con fibra hormign. El desarrollo del DSCC es beneficioso para la industria ya que puede hacer frente a la deficiencia de hormign normal, es superar los problemas de compactacin. Esto se puede utilizar en varias aplicaciones estructurales con ventajas tcnicas y econmicas en comparacin con el hormign de refuerzo convencional. Para fibras de acero discontinuas cortas en hormign autocompactante, mejora las propiedades de ductilidad, con aumento de la resistencia a la traccin y resistencia a la flexin, endurecimiento por deformacin y tenacidad, el hormign autocompactante posee resistencia a la tensin baja, ductilidad limitada y de baja resistencia a la fisuracin.1.1. Materiales sustitos del cementoEn la industria de la construccin, la produccin de cemento es uno de los principales emisores de gases de efecto invernadero, especialmente de dixido de carbono (CO2), debido a la calcinacin de piedra caliza y otras materias primas. Por lo tanto, el cemento es un material que se utiliza comnmente en la industria de la construccin como aglutinante del concreto, impacto desfavorable para el medio ambiente. Puede ocasionar aproximadamente una tonelada de CO2 liberada al medio ambiente con una tonelada de cemento producido. El porcentaje de emisiones de CO2 est aumentando rpidamente debido a la produccin de cemento en los ltimos aos. Por lo tanto, la reduccin de CO2 se ha convertido en el tema ms preocupado en todo el mundo. Hay una necesidad de reducir el uso de cemento por la sustitucin parcial con otros materiales. Adems de eso, el DSCC est hecho de alto contenido de polvo (1000 kg/m3), adems de aumentar el calor de hidratacin conduce a la fluencia y retraccin del hormign. La incorporacin de aditivos de minerales con alto volumen que reduce el calor de hidratacin como contenido de cemento en el hormign y por lo tanto se redujo la tasa de hidratacin. El calor total de hidratacin producida por las reacciones puzolnicas con minerales, se considera como la mitad del calor promedio producido por la hidratacin del cemento Portland. Debido al calor de hidratacin reducido, conduce las propiedades de reologa y reduce la fisuracin inducida trmicamente de hormign, as como las propiedades a largo plazo de hormign.ASTM C618 define al material puzolnico como un material que contiene silceo con poca composicin pero puede proporcionar la propiedad de cementacin cuando reacciona con hidrxido de calcio a temperaturas ordinarias en tamao de partcula fina con la presencia de humedad. Por lo tanto, las adiciones de minerales que tiene caracterstica puzolnico se pueden incorporar como materiales de sustitucin de cemento. Un gran nmero de estudios han sido ampliamente usados como un sustituto para el cemento Portland en muchas aplicaciones debido a sus propiedades ventajosas que incluyen la reduccin de costes, la reduccin en la evolucin de calor, disminucin de la permeabilidad y mayor resistencia qumica. Adems de eso, la utilizacin de materiales de desecho reduce los problemas tcnicos y ambientales de las plantas y conserva los recursos naturales existentes. La ceniza volante es un material sustituto de cemento en el hormign comn, ya que mejora las propiedades de trabajabilidad y reduce el requisito de superplastificante y agente modificador de la viscosidad. Debido a su forma esfrica que proporciona efectos de cojinete con bolas, las propiedades de reologa han mejorado dando como resultado una excelente trabajabilidad y fluidez en hormign autocompactante. Por otro lado, MIRHA es un nuevo material sustituto al cemento, producido bajo un mtodo de quema controlado utilizando el sistema de microondas. La adicin de MIRHA en concreto da mejor resistencia y reduccin a la porosidad debido a la reaccin puzolnica entre MIRHA y Ca (OH)2. Adems de eso, el uso de humo de slice mejora significativamente la unin de la zona de transicin de la pasta de cemento y agregados. El humo de slice se compone de partculas ultrafinas y aumenta la fuerza de unin entre la pasta de cemento y agregado, al hacer ms densa la zona interfacial. Tambin juega un papel importante en el aumento de las resistencias mecnicas del hormign debido a una actividad puzolnica. Aunque las adiciones de minerales mejoran las propiedades del hormign, posee la finura del material tales como humo de slice y MIRHA para aumentar la demanda de agua. Por lo tanto, las mezclas binarias de aglutinante no pueden acelerar plenamente la funcin de las adiciones en minerales. De acuerdo con investigaciones anteriores, mezclas ternarias de hormign indica un mejor rendimiento que combina concreto binario como mezclas ternarias de sinergia, los efectos de los materiales de sustitucin de cemento compensa las desventajas de los materiales. Esto ha llevado a la investigacin sobre las posibilidades de mezclas ternarias de cemento con MIRHA, humo de slice y cenizas volantes en DSCC.

2. Propiedades de los materialesEl cemento portland ordinario acta como agregado en mezclas de (DSCC) junto con otros materiales de reemplazo que actan como agentes aglutinantes en las mezclas de arena de rio. Adems de eso, se utiliz ter policarboxilato (PCE) basado como superplastificante (SP) en el DSCC. Este producto es Sika ViscoCrete 2044; es un superplastificante de tercera generacin para hormign y mortero que da habilidades de auto compactacin. Las fibras de acero se utilizan en las mezclas de DSCC para dar una mejor ductilidad.

2.1. Aglutinantes El cemento utilizado en las mezclas de DSCC era tipo I Cemento Portland Ordinario (CPO) de la empresa de conformidad con la norma BS EN 107-1: 2000. Sin embargo, los materiales de sustitucin de cemento utilizados en las mezclas de DSCC se clasificaron en tipo II que se ajusta a la norma BS EN 206-1: 2000. La composicin qumica de los materiales CPO y cemento se muestra en la Tabla 1. La ceniza volante es uno de los materiales de sustitucin de cemento que componen de forma esfrica con tamao de partcula de 1 a 100 lm (LUMEN). Las cenizas volantes se obtuvieron de Malasia con una central trmica a partir de carbn Manjung. La MIRHA es rico en SiO2 fue producido por la incineracin de cscara de arroz localmente disponible bajo temperatura controlada por el incinerador de microondas. La cscara de arroz utilizada se obtuvo de la planta de molienda de arroz de BERNAS. Despus de que el proceso de incineracin, MIRHA se muele usando Los ngeles (LA) una mquina con 2000 ciclos con el fin de aumentar su finura. El tamao de partcula de MIRHA vara entre 75 lm y 150 lm. El humo de slice usado en las mezclas de DSCC era de Micro Elkem humo de slice. El tamao de las partculas de slice. Los Humos varan entre 0,15 lm y 45 lm. La adicin de micro slice da beneficios a las propiedades del hormign fresco; Igualmente la mejora de reologa para un mejor bombeo y la estabilidad de la mezcla de hormign, as como propiedades en estado endurecido.

2.2. Fibra de acero Hay dos tipos de fibras de acero que cumplen con la norma BS EN 14889-1: 2006 que se utilizaron en todas las mezclas de DSCC. Como Las fibras de acero recta con dimetro de 0,2 mm y una longitud de fibra de 20 mm (denotado como WSF0220) y Fibras de acero extremo de gancho con un dimetro de 0,3 mm y una longitud de fibra de 25 mm (denotado como GSF0325). Todas las fibras se fabrican a partir de acero de alta resistencia y tiene una resistencia mxima a la traccin de 2300 MPa. Se muestran caractersticas de fibras en la Tabla 2. En este estudio, DSCC se incorpora con 2% de fibra de acero por la fraccin de volumen.

3. Programa experimental 3.1. Mezcla proporcin DSCCLa Tabla 3 muestra la composicin de mezcla de cada DSCC con diferente porcentaje de Aglutinantes; C0 es la mezcla de control con 100% CPO mientras C1 a C6, el 20% de CPO se sustituye por diversos materiales de sustitucin de cemento. Todo DSCC se mezcla con agua diferente (w / b) se selecciona entre las amasadas que alcanzaron los requisitos de auto compactacin. Cada mezcla de diseo tiene diferente relacin W / B junto a la dosis de superplastificante (SP) con el fin de lograr la capacidad de auto compactacin. 3.2. Procedimientos de mezclasLos procedimientos de mezcla de DSCC se ajustan a la investigacin anterior, con ajuste en el tiempo y los pasos de mezclado. El tiempo de mezcla DSCC es dependiente del tipo de aglutinantes utilizada en el DSCC. Se adopt la mezcla de DSCC con los aglutinantes y la arena; se mezcl durante 2 min y seguido se verti el 50% del total de agua de la mezcla y se mezcl durante 3 min. Se vertieron a continuacin el 40% de agua y el 70% de SP, se mezcl durante 5 min y posteriormente se aadi el agua restante y se mezcl. El tiempo de mezcla de la ltima etapa vari de 3 a 10 minutos, que dependa del tipo de materiales de sustitucin de cemento. Finalmente, las fibras de acero se dispersaron uniformemente para evitar la formacin de bolas de fibra y se mezcl durante 2 min.3.3. Pruebas del trabajoCon el fin de asegurar las capacidades autocompactantes del DSCC, se seleccionaron 3 tipos de pruebas de trabajabilidad, Como la prueba de flujo bajo, prueba V-embudo y prueba L-box se llevaron a cabo inmediatamente despus de la DSCC recin mezclado. Los procedimientos de las pruebas fueron remitidos a BS EN 12350: 2010. Los resultados de las pruebas son una verificacin cruzada con los requisitos de habilidades de auto compactacin. Con base en las pruebas y los resultados, DSCC las mezclas que pasaron los requisitos fueron seleccionados a partir del ensayo mezclado y se muestran en la Tabla 3. Las Figs. 1-3 muestran el equipo de flujo de asentamiento.

3.4. Ensayos mecnicos Hay 2 ensayos mecnicos realizados en la comparacin de la mezcla DSCC con diversos materiales de sustitucin de cemento. Se llevaron a cabo pruebas de resistencia a la flexin a los 7, 14 y 28 das, los ensayos de resistencia a la compresin a 1, 7, 14 y 28 das. Los procedimientos de prueba de los dos ensayos de resistencia a compresin y flexin se ajustan a la norma BS EN 12390: 2000.4. Resultados y discusin Segn EFNARC [24], la capacidad de auto compactacin tiene que cumplir con todos los requisitos que se muestran en la Tabla 4. Con base en los resultados de trabajabilidad mostrados en la Tabla 5, todas las mezclas DSCC alcanz el criterio de aceptacin de autocompactante habilidades como se muestra en la Tabla 4. Por lo tanto, todas las mezclas de DSCC mostrados son adecuados para ser utilizados como hormign autocompactante.

4.1. Resistencia a la compresin La resistencia a la compresin de varias mezclas de DSCC se muestra en la Tabla 6 y la figura. 4. Como era de esperar, la resistencia a la compresin de DSCC aument con la edad. En 1 semana, la mezcla DSCC control (C0) registr a los 62 MPa y alcanz 131 MPa a los 28 das. Sobre la base de la figura. 4, la tendencia de desarrollo de la fuerza de la otra DSCC, mezcla con materiales de reemplazo de cemento (C1 a C6) son bajos en comparacin con la mezcla DSCC control (C0). Esto es debido a la adicin de los materiales de sustitucin de cemento que redujo el desarrollo de la resistencia temprana. Sin embargo, el contenido de SiO2 en los materiales de sustitucin de cemento aumenta la fuerza de DSCC en la etapa posterior porque se hace reaccionar con el subproducto de hormign durante la hidratacin, Ca (OH)2 y se sometieron a reacciones puzolnicas. Sobre la base de la DSCC se mezcla con una gama de materiales de sustitucin de cemento, DSCC con sustitucin de 10% de MIRHA y 10% de cenizas volantes, tiene la mayor resistencia a los 28 das, que es 134 MPa. La combinacin de MIRHA y cenizas como materiales de sustitucin de cemento en DSCC ha sido de alta demanda de agua por MIRHA y redujo el consumo de agua en comparacin con otros ternarios, combina mezclas de DSCC. Por lo tanto, tiene una resistencia ms alta que otra DSCC se mezcla con materiales de reemplazo de cemento debido a la menor (w / b) relacin. Adems, el alto contenido de SiO2 en las cenizas volantes y MIRHA facilit la formacin de hidratos de silicato de calcio. La Finura de MIRHA tambin afecta a la fuerza ya que llena los microporos dentro de la matriz de hormign y se densifican el hormign. A pesar de que la relacin de w / b de C6 es superior a C0, los beneficios aportados por MIRHA y cenizas volantes han mejorado las propiedades de DSCC como porosidad reducida y una mejor unin en la zona de transicin.

5. Conclusin Una visin general del desarrollo, propiedades de DSCC se ha esbozado. Con base en los estudios experimentales, varias conclusiones generales se pueden extraer: 1. Las mezclas de DSCC propuestas cumplen los requisitos de habilidades de auto compactacin.2. Diversos materiales de reemplazo de cemento puede ser utilizado como alta resistencia dctil de auto compactacin de hormign con la proporcin adecuada de agua aglutinante y superplastificante.3. El DSCC con sustitucin de 10% MIRHA y 10% de cenizas volantes (C6) tiene la mayor resistencia a la compresin sin escarificar las habilidades autocompactantes.4. El uso de cenizas volantes y MIRHA en DSCC mejora las propiedades del hormign debido al comportamiento complementario de los dos materiales que mejora la reaccin puzolnica con el cemento.