Escoria de alto horno molida en hormigón y sus beneficios

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La escoria molida de alto horno (GGBFS) es un subproducto de la fabricación de acero y se agrega al concreto para mejorar propiedades como la trabajabilidad, la resistencia y la durabilidad. Este material se obtiene calentando mineral de hierro, piedra caliza y coque a temperaturas de alrededor de 1500 grados centígrados. Este proceso tiene lugar en un alto horno. La formación de GGBFS no es directa. Los subproductos de la fabricación de acero son la escoria fundida y el hierro fundido. La escoria fundida consiste en alúmina y sílice con una cierta cantidad de óxidos. Esta escoria es luego enfriada y granulada. Para ello, pasa por una toma de agua a alta presión. Esto apaga las partículas y da gránulos con un tamaño de menos de 5 mm de diámetro. Los principales componentes de la escoria de alto horno son CaO, SiO2, Al2O3 y MgO. Estos son minerales que se encuentran en la mayoría de las sustancias cementosas. Las partículas se secan aún más y se muelen en un molino de bolas giratorio para formar un polvo fino conocido como cemento de escoria de alto horno granular molido. Ahora se pueden usar varios métodos para llevar a cabo un proceso clave llamado extinción. En función del método empleado, se le conoce como escoria paletizada, escoria espumada o escoria espumada, GGBFS, o escoria de alto horno enfriada por aire (ACBFS).

Composición de Escoria Granulada de Alto Horno (GGBFS)

La diferencia en la composición mineral de GGBFS en comparación con el cemento Portland se muestra en la siguiente tabla.

Otra diferencia importante en GGBFS es que algunos de los metales que contiene no están completamente oxidados. Este cambio se refleja en la formación estructural del hormigón en comparación con el cemento Portland. Las diferencias en las dos composiciones anteriores muestran cambios en la reacción de hidratación y los productos de hidratación cargados con GGBFS en comparación con el cemento Portland.

Propiedades físicas de la escoria granulada de alto horno (GGBFS)

La escoria de alto horno triturada tiene un color cercano al blanco en apariencia. La siguiente imagen muestra GGBFS y cemento Portland normal uno al lado del otro, y puede ver claramente la diferencia de color. Por lo tanto, el uso de GGBFS en la fabricación de concreto le da al concreto un color brillante y claro, a diferencia del gris oscuro de las estructuras ordinarias de cemento y concreto. Esta es una ventaja adicional de GGBFS desde un punto de vista estético.
Las propiedades típicas de GGBS se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2. Propiedades físicas del GGBFS (según Tasong et.al)

Distribución del tamaño de partícula de la escoria granulada de alto horno

Se ha observado que el tamaño de partícula de GGBFS varía con la técnica de molienda utilizada durante la fabricación. Además, se observa que el producto del molino de bolas tiene partículas anchas y estrechas en comparación con las molidas por el molino de flujo de aire. Los molidos por el vibromolino tienen partículas esféricas.

Uso de cemento GGBFS

Las plantas de fabricación de concreto pueden agregar GGBFS junto con cemento Portland, agua y agregados. Las proporciones habituales de la mezcla siguen siendo las mismas. Los estudios han demostrado que se puede reemplazar del 30 al 85 % del peso de cemento de GGBFS. Reemplaza 40-50% en la mayoría de los casos.

Ventajas de GGBFS en Hormigón

La incorporación de escoria triturada de alto horno en la producción de concreto ofrece muchos beneficios, que incluyen:

• GGBFS en hormigón aumenta la resistencia y durabilidad de las estructuras de hormigón.
• Reduce los vacíos de hormigón y reduce la permeabilidad.
• GGBFS ofrece una combinación viable.
• Tiene buenas propiedades de bombeabilidad y compresión.
• Las estructuras hechas de componentes GGBFS ayudan a aumentar la resistencia al ataque de los sulfatos.
• Puede prevenir la penetración del cloro.
• El calor de hidratación es menor en comparación con la hidratación mixta convencional.
• La reacción álcali-sílice es muy resistente.
• Estos hacen que el concreto sea más estable químicamente.
• Da un buen acabado superficial y mejora la estética.
• Los colores son más uniformes y más brillantes.
• Menos posibilidades de eflorescencia
• Las estructuras de concreto tienen un ciclo de vida más largo debido a la reducción de los costos de reparación y mantenimiento estructural.
• A diferencia del cemento, GGBFS no produce dióxido de carbono, dióxido de azufre u óxidos de nitrógeno.

Nos resultó más fácil trabajar con GGBFS porque tiene mayores características de movilidad. Esto se debe a su finura y forma de grano de las partículas GGBFS. También tienen densidades relativas más bajas. Las partículas de GGBFS tienen una textura muy vítrea, lo que mejora la trabajabilidad. Esto ayuda a reducir el agua y los superplastificantes para una buena trabajabilidad en situaciones comunes. También es menos probable que se separen durante la manipulación y el bombeo de materiales. El bombeo se ve facilitado por la baja densidad relativa y la fluidez de la mezcla que posee GGBFS. El uso de GGBFS en concreto ofrece ciertas características únicas que lo distinguen del concreto de cemento Portland normal. El concreto hecho con GGBFS se endurece más lentamente en comparación con las mezclas de cemento Portland regulares. Cuanto mayor sea la cantidad de GGBFS, más tardará en configurarse. Pero la fuerza viene con el tiempo. Este fraguado lento ayuda a formar juntas frías. Sin embargo, en situaciones donde se requieren tiempos de establecimiento más rápidos, este intercambio no es posible. La composición de GGBS permanece plástica durante un período de tiempo más prolongado, lo que ayuda a producir un acabado más uniforme para los contratistas. La sostenibilidad de GGBFS se evidencia por las ventajas anteriores. El producto en sí es un subproducto que se utiliza para crear conciencia. La reducción de dióxido de carbono en la estructura los hace más sostenibles. GGBFS como alternativa requiere menos agua debido a su textura vítrea. La superficie vítrea de las partículas de GGBFS no absorbe agua en su superficie. GGBFS enfrenta ciertos obstáculos en su implementación debido a su baja tasa de aumento de fuerza. También es muy sensible a las condiciones de curado. Por lo tanto, los beneficios de GGBFS se maximizan cuando se mejora la calidad del proceso de curado.
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