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IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO: Escuela, Centro o Unidad: CIIDIR-OAXACA Clave del proyecto: 20060647-20070633 Título: “Desperdicios agrícolas e industriales como fuente alternativa para la producción de materiales suplementarios en concreto” Programa en donde se ubica el proyecto: “Nuevos Materiales, Diseños y Métodos de Construcción” Periodo en que se realizó: 1º de enero del 2006 al 31 de diciembre de 2007 RESPONSABILIDAD TÉCNICA Y ADMINISTRATIVA Director del proyecto: Dr. Pedro Montes García Directora de la escuela, Centro o Unidad: Dra. María del Rosario Arnaud Viñas PROFESORES PARTICIPANTES: NOMBRE DEL PARTICIPANTE Dr. Pedro Montes García (Director) Dr. Theodore W. Bremner Dr . Prisciliano Felipe de Jesús Cano Barrita M. en C. Víctor Guillermo Jiménez Quero M. en C. Valentín Juventino Morales Domínguez DESARROLLO TÉCNICO DE LA INVESTIGACIÓN: RESUMEN En este proyecto se estudiaron desperdicios agrícolas, industriales y arcilla natural y activada térmicamente como fuentes de materiales suplementarios para ser utilizadas en la producción de concreto de alto desempeño, el cual permitirá diseñar estructuras más esbeltas sobre todo en zonas sísmicas y garantizar su durabilidad en ambientes agresivos. Para la obtención de dichos materiales suplementarios, se calcinaron cáscara de cacahuate y pergamino de café, se recolectaron muestras de arcilla y caliza, y se molieron para posteriormente analizar su composición química y morfológica. Se prepararon especímenes de concreto que contenían los materiales antes mencionados como reemplazo parcial del cemento Portland, y evaluaron sus propiedades en estado fresco y estado endurecido. En estado fresco, se determinó su peso volumétrico, revenimiento, contenido de aire. En estado endurecido se obtuvo su INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL COORDINACIÓN GENERAL DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN INFORME TÉCNICO FINAL DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2006-2007

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALsappi.ipn.mx/cgpi/archivos_anexo/20070633_5269.pdf · 2011-11-14 · actividad puzolánica a los 28 días. Éste último se determinó como el cociente

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IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO: Escuela, Centro o Unidad: CIIDIR-OAXACA Clave del proyecto: 20060647-20070633 Título: “Desperdicios agrícolas e industriales como fuente alternativa para la producción de materiales suplementarios en concreto” Programa en donde se ubica el proyecto: “Nuevos Materiales, Diseños y Métodos de Construcción” Periodo en que se realizó: 1º de enero del 2006 al 31 de diciembre de 2007 RESPONSABILIDAD TÉCNICA Y ADMINISTRATIVA Director del proyecto: Dr. Pedro Montes García Directora de la escuela, Centro o Unidad: Dra. María del Rosario Arnaud Viñas

PROFESORES PARTICIPANTES:

NOMBRE DEL PARTICIPANTE

Dr. Pedro Montes García (Director) Dr. Theodore W. Bremner Dr . Prisciliano Felipe de Jesús Cano Barrita M. en C. Víctor Guillermo Jiménez Quero M. en C. Valentín Juventino Morales Domínguez

DESARROLLO TÉCNICO DE LA INVESTIGACIÓN: RESUMEN En este proyecto se estudiaron desperdicios agrícolas, industriales y arcilla natural y activada térmicamente como fuentes de materiales suplementarios para ser utilizadas en la producción de concreto de alto desempeño, el cual permitirá diseñar estructuras más esbeltas sobre todo en zonas sísmicas y garantizar su durabilidad en ambientes agresivos. Para la obtención de dichos materiales suplementarios, se calcinaron cáscara de cacahuate y pergamino de café, se recolectaron muestras de arcilla y caliza, y se molieron para posteriormente analizar su composición química y morfológica. Se prepararon especímenes de concreto que contenían los materiales antes mencionados como reemplazo parcial del cemento Portland, y evaluaron sus propiedades en estado fresco y estado endurecido. En estado fresco, se determinó su peso volumétrico, revenimiento, contenido de aire. En estado endurecido se obtuvo su

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL COORDINACIÓN GENERAL DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN

INFORME TÉCNICO FINAL DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2006-2007

resistencia a la compresión, módulo de elasticidad, relación de Poisson y se revisó el procedimiento actual para estimar los coeficientes de penetración de cloruros. También se realizaron pruebas electroquímicas utilizando las técnicas de potenciales de corrosión y resistencia a la polarización lineal a especímenes que contenían materiales suplementarios de origen industrial y natural. Con base en los resultados se concluye que en el caso de los materiales suplementarios obtenidos de la cáscara de cacahuate y pergamino de café el rendimiento obtenido después de la calcinación es muy pobre. Además, la adición de estas cenizas no tiene impacto positivo en el mejoramiento de la microestructura del concreto que las contiene. En el caso de la arcilla natural, se observó el problema de la excesiva de agua, debido al alto contenido de carbonatos. En pastas se observó un aparente fenómeno de regresión de resistencia, el cual no se corroboró en las mezclas de concreto. INTRODUCCIÓN En países industrializados, la utilización de concreto de alto desempeño (CAD) es frecuente para garantizar la durabilidad adecuada de las estructuras en ambientes agresivos. Sin embargo, las formulaciones utilizadas en estos países no necesariamente pueden aplicarse en otros sin tomar en cuenta factores como el clima y los materiales disponibles (agregados, cementos, materiales puzolánicos o suplementarios). Para producir concreto de alto desempeño normalmente se utilizan materiales suplementarios que son producto de desperdicio en la industria (por ejemplo la ceniza volante y el humo de sílice) y pueden reemplazar cemento hasta en un 50% en el caso de las primeras. En México se tienen algunos materiales naturales que se pueden adicionar al concreto, pero no así los productos industriales mencionados, y éstos actualmente se importan, lo cual incrementa el costo del concreto y limita su uso. Debe mencionarse que la incorporación de algunos materiales suplementarios (naturales y artificiales) mejora las propiedades mecánicas y de durabilidad de las estructuras de concreto reforzado. Es por lo anterior que se requiere investigación sobre materiales suplementarios de bajo costo, motivo de este estudio, que puedan ser utilizados por la industria de la construcción para la producción de un concreto que sea resistente y durable. Un aspecto importante analizado es la incorporación a la mezcla de concreto de desechos que de otra manera contaminarían al medio ambiente es el valor agregado que se le da a éstos. Por lo tanto, el problema que se aborda en el presente estudio es de gran relevancia tanto en el contexto nacional como en el internacional, ya que las actividades de la industria de la construcción tienen gran impacto en el desarrollo de tecnología, el medio ambiente, la economía y la sociedad. El objetivo del presente trabajo es caracterizar desperdicios agrícolas e industriales, así como una arcilla natural y tratada térmicamente como una fuente alternativa para la producción de materiales suplementarios en concreto. MÉTODOS Y MATERIALES Con el propósito de evaluar la viabilidad de utilizar materiales producto de la calcinación de desperdicios agrícolas, naturales o activados térmicamente, se diseñó un experimento factorial completo. Para reducir el número de tratamientos totales se llevó a cabo un proceso selectivo inicial, en donde se determinó la composición química de todos los materiales en estudio. Posteriormente, se desecharon los que tenían un contenido mínimo de SiO2 y mostraron poco rendimiento al término de la calcinación. Se prepararon muestras de cenizas de cáscara de cacahuate y café mediante calcinación a 700 y 1000 oC y cribado por la malla no. 100. Para el caso de materiales naturales como son tepexil, arcilla (Ajalpan, Puebla) y caliza (los Mixes, Oaxaca), sólo se molieron y cribaron también por la malla no. 100. El material arcilloso utilizado en la investigación fue obtenido de la comunidad de Ajalpan, localizada en los paralelos 18º21´12” y 18º30´00” de latitud norte, y los meridianos 96º58´00” y 97º 18´18” de longitud occidental al suroeste del estado de Puebla, México. El desarrollo metodológico consistió en efectuar pruebas de caracterización e identificación de la reactividad puzolánica de los materiales en estudio. Primeramente se realizó un análisis químico cuantitativo para determinar los porcentajes de los principales óxidos; esto con el objeto de revisar lo establecido en la norma ASTM C618-00, la

cual supone que para catalogar un material como puzolánico, la sumatoria de (SiO2+Al2O3+Fe2O3) debe ser al menos el 70% de dichos óxidos. Posteriormente se evaluó la morfología del material en estudio caracterizándolo en polvo en un microscopio electrónico de barrido (SEM) ESEM XL 30 Philips, con el objeto de observar la forma inicial del material y alteración propiciada por el tratamiento térmico. Se determinó el tamaño de partícula mediante un difractómetro láser Coulter LS100Q para cuantificar la distribución del volumen de partículas finas y gruesas y la influencia de éstas en la reactividad. Además, se analizaron las fases cristalinas presentes en las muestras con la intención de identificar fases amorfas o elementos puros mediante un difractómetro marca Philips modelo X’Pert. Al término de esta etapa se observó que los materiales producto de la calcinación de desechos agrícolas contenían un contenido de SiO2 muy bajo y una gran cantidad de pérdida por ignición debido a la dificultad de controlar el proceso de calcinado. La literatura reporta que los materiales suplementarios que contienen un valor de alto de pérdidas por ignición, tienen efectos negativos en el concreto. Por ejemplo, se observa una reducción significativa en la resistencia y problemas de interacción anómala entre las partículas de carbón y los aditivos químicos. Con base en lo anterior se continuó la experimentación caracterizando únicamente concreto que contenía arcilla y arcilla tratada térmicamente como material suplementario. Obviamente se elaboraron especímenes control para poder evaluar los beneficios o efectos perjudiciales que pudiera incluirle el uso de estas arcillas. Se elaboraron mezclas de mortero con una relación agua/materiales-cementantes de 0.4 y con 20 y 50% de reemplazo del cemento por arcilla natural y activada térmicamente, preparando un total de 100 cubos de 5x5x5 cm con 20 cubos por cada mezcla . El mortero cemento-arena sirvió como control. Se utilizó agregado calizo, cemento Portland compuesto gris y los especímenes se curaron en húmedo a 20°C durante el periodo de prueba. Se realizaron pruebas de resistencia a la compresión mediante una máquina universal Controls Sercomp7 modelo 50-C7024 con base en la norma ASTM C109 a edades de 1, 3, 7, 14 y 28 días con el objeto de obtener el índice de actividad puzolánica a los 28 días. Éste último se determinó como el cociente de la resistencia mecánica a la compresión del mortero con puzolana (Rt) con respecto a la del mortero control (Ro), de acuerdo a la siguiente expresión (Paya, 2002):

------ [Ecuación 1] De los morteros evaluados se obtuvieron fragmentos que se observaron en el microscopio de barrido en modo ambiental para identificar las fases formadas y los productos de hidratación. Además, mediante mapeos elementales, utilizando espectroscopía por dispersión de energía (EDS), se identificó la distribución de elementos químicos, producto de la reacción y su influencia en la matriz en especímenes con un 20% de incorporación de arcilla. Para la manipulación digital de las imágenes se empleó el programa Unlead PhotoImpact 12 Bundled Edition por superposición de cada mapa elemental sobre la imagen de la microestructura tomada por electrones retrodispersados. Para la caracterización de los concretos preparados con los materiales propuestos tanto en estado fresco como endurecido se utilizaron las normas internacionales ASTM (American Socciety for Testing and Materials). Las pruebas del concreto en estado fresco consistieron en la determinación del peso volumétrico, revenimiento, contenido de aire y temperatura. Las pruebas en estado endurecido consistieron en: resistencia a la compresión, módulo de elasticidad, relación de Poisson, velocidad de pulso ultrasónico y perfiles de cloruros. En el caso de la estimación de los contenidos de cloruros se adoptó el procedimiento propuesto por las normas finlandesas NT BUILD. En otra etapa del proyecto se construyeron especímenes de concreto reforzado que fueron sometidos a un proceso de deterioro en un ambiente contaminado con cloruros. El objeto fue analizar la resistencia a la penetración de los cloruros en los concretos que contenían arcilla natural, ya que la resistencia mecánica no es el único indicativo de durabilidad. Las probetas fueron prismáticas con y sin esfuerzo, para generar grietas de aproximadamente 0.2 mm de espesor, y contenían 0 y 20% de arcilla natural como sustituto parcial del cemento (Figura 1). Tenían en su interior dos varillas de acero al carbono y una de acero inoxidable. Las primeras servían como electrodo de trabajo para evaluar los potenciales de corrosión, y las de acero inoxidable como electrodo contador para que mediante la utilización del método de resistencia a la polarización lineal se estimara la velocidad de corrosión instantánea de

acero al carbono. Los resultados de esta etapa fueron complementados con aquellos obtenidos de la estación experimental en Maine, Estados Unidos, en donde se evaluó el efecto de la relación agua cemento, la inclusión de cenizas volantes y la condición de agrietamiento en la corrosión del acero de refuerzo. Para la ejecución de las pruebas electroquímicas de corrosión se siguieron las normas internacionales ASTM

a) Con agrietamiento b) Sin agrietamiento

Figura 1. Especímenes para evaluar la influencia del agrietamiento en la corrosión del acero en concreto que contiene 20% de arcilla como material suplementario.

RESULTADOS Meta : Selección de materiales y preparación de muestras a diferentes temperaturas Se prepararon muestras de pergamino de café y cáscara de cacahuate para posteriormente someterlas a calcinación a 700 y 100 oC utilizando una mufla. Se observó que la producción de cenizas fue un proceso muy tardado, con una producción prácticamente despreciable de aproximadamente 20 gramos de cenizas por kilogramo de desperdicio agrícola. Con base en lo anterior se decidió proceder a su caracterización química y morfológica para determinar si estos desperdicios tienen potencial para ser utilizados como material puzolánico o no deben considerarse en los trabajos posteriores del proyecto. Meta : Caracterización de los materiales puzolánicos y agregados pétreos Se determinó la composición química utilizando el método gravimétrico para determinar los óxidos mayores en el Servicio Geológico Nacional de tres tipos de cemento utilizados localmente, cenizas volantes, humo de sílice, polvo de vidrio, arcilla de Ajalpan, Puebla, caliza de los Mixes, Oaxaca, ceniza de cáscara de cacahuate y ceniza de pergamino de café, el estudio de los primeros fue con el fin de obtener controles para realizar un análisis comparativo. Además, se estudió la morfología y tamaño de partículas de la ceniza de pergamino de café, cenizas volantes, humo de sílice y arcilla de Jalpan, Puebla. Las pruebas de morfología (microscopio electrónico de barrido), difracción de rayos X y termogravimetría se llevaron a cabo en el Centro de Investigación y Estudios Avanzados – Unidad Saltillo del Instituto Politécnico Nacional. En una etapa preliminar se prepararon pastas de cemento con ingredientes disponibles en el mercado para

evaluar la compatibilidad entre cemento, superfluidificante y aditivo mineral, evaluando su proceso de hidratación mediante la medición de la velocidad de pulso ultrasónico de probetas y extensibilidad de la pasta. Los resultados de este estudio mostraron que no existe incompatibilidad aparente entre los tres tipos de cementos y los dos aditivos químicos (superplasticantes) disponibles en el mercado local. De igual manera, no se observó incompatibilidad entre los aditivos químicos y minerales (ceniza volante) utilizados.

Tabla 1. Composición química de los materiales propuestos

Elemento/Compuesto CV CCC CPC ARJ ARJT

Al2O3 20.85 5.94 0.69 10.09 16.64

CaO 4.83 12.45 6.67 13.45 8.98

Fe 3.5 2.7 0.31 2.5 ------

Fe2O3 2.78 1.02 0.05 0.82 6.29

FeO 2.11 2.55 0.36 2.47 ------

K2O 1.3 23.54 28.45 1.46 2.42

MgO 1.2 5.18 5.48 2.28 2.81

MnO 0.05 0.19 0.04 0.04 -------

Na2O 1.28 1.59 0.45 2.64 1.73

P2O5 0.22 3.99 5.4 0.13 -------

PxC a 950°C 3.69 20.34 34.76 11.06 -------

SiO2 61.1 9.27 1.5 54.92 60.11

TiO2 0.72 0.3 0.03 0.52 1.03

CV= ceniza volante, CCC= ceniza de cáscara de café, CPC= ceniza de pergamino

de café, ARJ= arcilla natural, ARJT= arcilla tratada térmicamente. Los resultados muestran que las cenizas de desechos agrícolas tienen un bajo contenido de SiO2 y alta pérdida por calcinación. Esto limita su uso, ya que dicha combinación puede causar un doble impacto negativo en las propiedades del concreto que las contenga. Por otro lado, el análisis químico muestra que el tratamiento térmico a la arcilla en estudio mejora sus propiedades puzolánicas. Con base en lo anterior se procedió a la caracterización de pastas y morteros preparados con arcilla tratada y sin tratar como adición mineral. El uso de la arcilla sin tratar se justifica ampliamente desde el punto de ahorro de energía y menor impacto ambiental que el que ocurriría al utilizar la arcilla tratada. Meta : Realización de pruebas en estado fresco y endurecido de especímenes elaborados con materiales suplementarios propuestos y microscopía. Con base en la ecuación 1, el sistema que presenta un índice de actividad puzolánica alto (86.59%) corresponde al 20% de reemplazo de cemento por arcilla activada térmicamente. Este sistema tuvo una resistencia a la compresión de 33.86MPa, mucho mayor si se compara con el sistema de arcilla natural, el cual desarrolló una resistencia a la compresión de 16.39MPa y tuvo un índice de actividad puzolánica menor en 44.67% que la arcilla activada. Sin embargo, para el sistema con 50% de reemplazo de arcilla tratada térmicamente, únicamente se observaron incrementos en resistencia a los 28 días de 9.13 MPa y 23.35% con respecto al índice de actividad puzolánica. Éste es un indicativo de la influencia generada por la activación térmica para que el material en estudio incremente su reactividad con base a la modificación de su estructura y la formación de fases mineralógicas que reaccionan con el hidróxido de calcio para generar productos de hidratación.

Tabla 2. Índice de actividad puzolánica de morteros curados a 28 días

Control a 28 días 100% cemento Pórtland (MPa)

Sistemas en estudio con material suplementario

Resistencia a 28 días (MPa)

Índice de actividad puzolánica (%)

20% Arcilla sin tratamiento térmico 16.39 41.92 50% Arcilla sin tratamiento térmico 12.71 32.51 20% Arcilla con tratamiento térmico 33.86 86.59

39.1

50% Arcilla con tratamiento térmico 21.84 55.85 Microscopía en Morteros curados a 28 días Las fotomicrografías permitieron identificar que los morteros con incorporación del 20% de arcilla natural presentan una matriz terrosa, observándose una partícula de alita C2S, la cual está cubierta por productos de hidratación. En los morteros con incorporación del 50% se aprecia una superficie uniforme con presencia de poros y microcavidades del orden de 10-2 μm y una fisura como consecuencia del calor de hidratación producido por las reacciones exotérmicas de hidratación. No se detectó manifestación puntual o cantidades pequeñas de etringita (trisulfoaluminato de calcio) en forma alargada, fibrosa o estructura de enrejillado (Figura 2a y 2b).

Figura 2. Microfotografías de mortero de arcilla natural curadas a 28 días a) 20% de reemplazo b) 50% de reemplazo. En la Figura 3a se presenta la microfotografía del mortero con incorporación del 20% de arcilla tratada térmicamente en donde se observan partículas de cemento cubiertas por CH adheridas sobre la estructura de la matriz. En la Figura 3b la incorporación del 50% de arcilla tratada térmicamente influye en la conformación de una superficie homogénea y hermética. Se observa agrietamiento que está determinado por la localización de sílice reaccionada en los agregados y la disponibilidad de iones OH- dentro de los poros sin perturbar la matriz del mortero.

Figura 3. Microfotografía de mortero de arcilla tratada térmicamente y curada a 28 días, a) con 20% de reemplazo, b) con 50% de reemplazo

a) b)

b)a)

En los mapeos de los sistemas de arcilla natural y arcilla tratada térmicamente con niveles de incorporación al cemento del 20% se encontró que la distribución principal de elementos químicos que conforman las fases ligantes en la matriz en dichos sistemas corresponde a un alto contenido de óxido de calcio, consecuencia de un porcentaje considerable de carbonato de calcio debido a su origen intrusivo. En el sistema con tratamiento térmico se identificaron productos de reacción de naturaleza silicoaluminato de sodio por ser los elementos como el silicio, aluminio, sodio y oxígeno los que están distribuidos por toda la matriz. Dichos elementos se encuentran presentes en el límite de grano de la partícula del agregado de caliza, incluso productos de tipo etringita, los cuales están íntimamente mezclados con productos del tipo C-S-H (según mapas de silicio y calcio) y quizá productos tipo etringita (mapas de azufre, calcio y aluminio). Meta: Evaluación de la influencia del agrietamiento en la corrosión de concreto reforzado que contiene puzolanas artificiales y naturales. En la gráfica de la figura 4 se observa que la probabilidad de corrosión, en función de los potenciales de corrosión, es más alta para el espécimen ACI 20 al ser comparada con el espécimen ACI. En el desarrollo de la corrosión en el acero de refuerzo el especimen ACI CR tiene los potenciales más bajos, incluso menores a -406 mV el cual indica corrosión severa, no así el especimen ACI que se encuentra en los límites de esa frontera. Para el caso de los especimenes con esfuerzo y que mantienen un espesor de agrietamiento promedio de 0.2mm, la gráfica de los potenciales de corrosión indica un variación pequeña en los potenciales de corrosión del espécimen con un 20% de arcilla respecto al espécimen control (0% de arcilla) en periodos del día uno al 15. Después de este tiempo las lecturas en ambos especimenes están muy próximas, lo que indicaría una influencia mínima del contenido de arcilla en el fenómeno de corrosión del acero de refuerzo cuando existe la presencia de grietas en el concreto. Sin embargo, para concluir de manera contundente con respecto a la influencia de la arcilla como reemplazo parcial del cemento en concreto reforzado sujeto a un ambiente agresivo, es necesario continuar monitoreando la corrosión a largo plazo.

Figura 4. Riesgo de corrosión de especímenes que elaborados con dos tipos de concreto (ACI, HPC), con y sin

esfuerzo (CR) y con la adición de arcilla natural como material suplementario (20)

Tabla 3. Resultados de lecturas de resistencia a la polarización lineal de especímenes expuestos a un ambiente marino natural en la estación del Cuerpo de Ingenieros, Maine, Estados Unidos.

5o. año 6o. año

cenizas volantes, % cenizas volantes, %

ancho de grieta en mm

relación agua/cemento

a/c 0 20 40 0 20 40

0.29 0.49 0.10 0.13 1.06 0.31 0.29

0 0.37 0.44 1.20 0.35 1.34 2.09 0.89

0.45 3.72 1.36 1.22 5.59 2.06 0.93

0.29 1.32 1.22 0.83 0.99 1.03 0.96

0.25 0.37 2.27 0.90 0.75 3.33 1.43 0.73

0.45 4.49 1.41 1.60 6.53 2.19 1.55

0.29 1.30 0.93 0.95 1.79 0.74 0.82

0.5 0.37 1.40 0.39 0.74 2.88 1.40 1.25

0.45 3.36 2.35 1.94 5.86 8.75 2.32

A diferencia de los resultados de pruebas de potenciales de corrosión de la etapa anterior, las lecturas de resistencia a la polarización lineal de los especímenes localizados en la estación de prueba del Cuerpo de ingenieros muestran claramente el efecto negativo del agrietamiento en la corrosión del acero de refuerzo. De la misma manera, se observa la influencia de la ceniza volante disminuyendo el valor de densidad de corrosión en la mayoría de los concretos que la contienen. Lo anterior sugiere que debe continuarse con el monitoreo a largo plazo de los especímenes que contienen arcilla como material suplementario, hasta su etapa de corrosión activa para poder elucidar el efecto tanto del material de reemplazo, como de la condición de agrietamiento. FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS En este proyecto se contribuyó a la formación de recursos humamos mediante la dirección de tres alumnos del Programa Integral de Fortalecimiento a la Investigación (PIFI), dos de residencias profesionales, cuatro tesis de licenciatura y dos de maestría. Parte de la información generada en este proyecto se utilizó para la impartición de cinco cursos y dos seminarios en la Maestría y Doctorado en Ciencias en Conservación y Aprovechamiento de Recursos Naturales que se imparte en el CIIDIR Unidad Oaxaca. DIFUSIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Es menester que los resultados de un proyecto se den a conocer a la comunidad científica mediante la publicación de artículos en revistas especializadas y congresos sobre el tema en estudio. Por lo tanto, los resultados obtenidos se publicaron en una revista internacional ISI y dos nacionales con arbitraje estricto. Además, se participó en dos congresos internacionales y dos nacionales. CONCLUSIONES

Las cenizas obtenidas de la cáscara de cacahuate y pergamino de café presentaron un pobre potencial puzolánico lo cual se corroboró con los análisis químicos de óxidos mayores. Como desventaja adicional se obtuvo un

rendimiento muy bajo, lo cual limita los volúmenes de producción necesarios para su posible implementación como material suplementario.

El material arcilloso en estado natural presenta un porcentaje menor al 70% en la sumatoria de los principales

óxidos (SiO2+Al2O3+Fe2O3) para ser considerado como material con potencial puzolánico conforme a la norma ASTM C618-00. Sin embargo, cuando es activado térmicamente exhibe una concentración del 83.04% observándose una influencia positiva del tratamiento térmico en el incremento de la energía interna aumentando la potencialidad como material aditivo al cemento. Se corroboró que los niveles de sustitución influyen en la homogeneidad de la matriz del mortero, identificando grietas distribuidas aleatoriamente en una matriz uniforme, como consecuencia de que las arcillas en la superficie de sus partículas fijan agua teniendo una competencia mayor con respecto a las partículas de cemento. Lo que permite observar que la relación ligante es un condicionante al trabajar con materiales terrosos por la demanda de agua. Las puzolanas sílico-aluminosas presentaron mejores resultados en resistencia mecánica con niveles de reemplazo de cemento Pórtland compuesto por puzolana del orden del 20% (arcilla activada), presentando índices de actividad puzolánico mayores al 50%. El empleo de la arcilla natural es limitado, debido a la presencia de carbonato de calcio, el cual demandaría mayor cantidad de agua en los espacios interlaminares al momento de la hidratación con respecto al cemento. No se observó un efecto negativo en lo que se refiere en resistencia a la corrosión de especímens que contenían 20% de arcilla natural con respecto al control. De igual manera, el efecto del agrietamiento en la corrosión no fue evidente en concretos con y sin arcilla natural. Sin embargo, estos resultados son contrarios a aquellos obtenidos de especimenes sujetos a un ambiente marino natural y que presentaban agrietamiento. Impacto La industria de la construcción en una de las mas grandes tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo. La fuerza motriz de que impulsa dicha industria es la producción de cemento, actividad que tiene un gran impacto en los sectores económico y ecológico. En el sector económico sirve para activar la economía mediante la producción y comercialización del cemento, ingrediente principal del concreto. Para satisfacer la demanda de este material se requiere utilizar grandes cantidades de materia prima, y posteriormente explotar bancos de material para extraer agregados perturbando de manera importante al medio ambiente. Desde el punto de vista social se tiene que el concreto es el material no solo del presente, sino también del futuro, debido a su economía y a sus propiedades ingenieriles cuando es comparado con otros materiales. Estudios recientes indican que se seguirán utilizando enormes cantidades de concreto debido al gran rezago en la construcción de infraestructura para el desarrollo que se tiene en muchos países. Por tal motivo, es necesario realizar investigaciones sobre el mejoramiento del concreto con el uso de ingredientes que para su obtención no se contribuya al deterioro de la naturaleza. El conocimiento generado debe difundirse en las aulas, para que las nuevas generaciones de profesionales en el ramo sean concientes de la responsabilidad depositada en ellos. Así mismo, debe difundirse en foros especializados para que los profesionistas adquieran los conocimientos y los lleven a la práctica. En conclusión, un mejor entendimiento del uso de materiales alternativos al cemento tendrá un impacto positivo en los sectores económico, ecológico, social y científico.

DOCUMENTACIÓN PROBATORIA

Estudiantes PIFI

Prácticas profesionales

Tesistas

Cursos

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