Evaluación de la Durabilidad en Hormigones Elaborados con Escoria Negra de Horno de Arco Eléctrico

• Joel Bayle Yong https://orcid.org/0009-0001-7306-2371
• Giovany Alemán Carmenate https://orcid.org/0009-0008-6177-2975
• René Antonio Puig Martínez https://orcid.org/0000-0001-9025-4423

DOI: https://doi.org/10.22209/rt.v47a07

Palabras clave: durabilidad, escoria negra, hormigón, propiedades

Resumen

Las empresas siderúrgicas generan un gran volumen de escoria negra en la producción de acero, lo que supone un problema ambiental que se incrementa en el tiempo, siendo una solución darle valor agregado en la fabricación de hormigones, ya sea como árido o como material cementante suplementario. El objetivo de esta investigación fue evaluar las propiedades de durabilidad de hormigones elaborados con escoria negra a modo de árido grueso. Se midieron algunas propiedades de durabilidad del hormigón: resistividad, velocidad del pulso ultrasónico, penetración de iones cloruro y profundidad de penetración de agua a presión, empleando como metodología sustituir el 100% del árido grueso natural por escoria negra triturada, y comparando con un hormigón de control. Los resultados mostraron que el hormigón fabricado con 100% de escoria presentó propiedades de durabilidad ligeramente más desfavorables al que contenía árido natural, en particular, se evidenció probabilidad de corrosión de las armaduras de refuerzo de acero. Pero ello no debe constituir una causa de rechazo, sino un elemento a tener en cuenta al emplearlo, como, por ejemplo, en hormigones en masa o en hormigones reforzados con barras de polímeros, y crea pautas para seguir investigando con otros porcentajes menores de sustitución

Citas

Aguilar, P. (2024). Evaluación de los impactos ambientales en la cantera Taparachi generados por la explotación de materiales empleados en la construcción. Revista Multidisciplinar Ciencia Latina, 8(2), 1307-1326.

Andrea, Y., Vera, E. (2021). Compressive strength of concrete made with electric arc furnace slag and recycled ground glass as replacement of coarse and fine aggregate. Revista Ingeniería de Construcción, 36(3), 342-360.

Asociación Española de Normalización, UNE-EN 12390-8 (2020). “Ensayos de hormigón endurecido. Parte 8: Profundidad de penetración de agua bajo presión”, Madrid, España.

ASTM International, ASTM 595/595M (2021). “Standard Specification for Blended Hydraulic Cements”, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959. United States.

ASTM International, ASTM C 597 (2022). “Standard Test Method for Ultrasonic Pulse Velocity Through Concrete”, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

ASTM International, ASTM C 1202 (2012). “Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration”, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

ASTM International, ASTM C 1760 (2021). “Standard Test Method for Bulk Electrical Conductivity of Hardened Concrete”, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

Benítez, P., Rocha, E., Rodrigues, M. (2020). Estrategias para la inspección óptima de estructuras de hormigón armado sujetas a corrosión. Revista Ciencia Tecnología e Innovación, 2(2), 46-58.

Camacaro, A., Picón, L., Sánchez, M., T., de Rincón, O., Millano, V. (2023). Evaluación de los daños por corrosión de una estructura de concreto armado expuesta a un ambiente costero industrial. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Zulia, 40, e234615.

Castañeda, A., Corvo, F., Pech, I., Valdés, C., Marrero, R., Ángel, M. (2021). Atmospheric corrosion in an oil refinery located on a tropical island under new pollution situation. Journal of Materials Engineering and Performance, 30(32).

Castañeda, A., Valdés, C., Viña, J., Verdecia, U., Corvo, F., Marrero, R. (2021). Comparación de la penetración de iones cloruro en los pilotes de hormigón armado de la Terminal de Cruceros en la bahía de La Habana, Cuba. XVI Congreso Latinoamericano de Patología de la Construcción y XVIII de Control de la Calidad de la Construcción (CONPAT-2021). Río de Janeiro, Associação Brasileira de Patologia das Construções, ID-455, Sección 7C – Control.

Cedeño de Sánchez, A., Hernández, C., Ortiz de Vergara, F., Villar, J. (2022). Acción del microambiente sobre el concreto reforzado. Revista Prisma Tecnológico, 13(1), 10-16.

Chiné, B., Jiménez, R., Cuevas, R. (2024). Modelación computacional de la corrosión del refuerzo metálico de un concreto carbonatado. Revista Tecnología en Marcha, 37(1), 51-64.

Chiriboga, C. (2022). Influencia de la corrosión en varillas de acero de refuerzo y sus efectos en la resistencia estructural de edificaciones. Journal Scientific MQRInvestigar, 6(4), 396-419.

Costa, M., Valões, D., Nascimento, C., Lima, E., Silva, G., Silva, T., Santos, T. (2022). Analysis of concrete characteristics with the replacement of natural fine aggregate by industrial solid waste. Revista ALCONPAT, 12(3), 328-343.

De la Roz, I., Puig, R. (2021). Mathematical model to predict the compressive strength of concrete in 28 days. Revista Cubana de Ingeniería, 12(1), 58-66.

Dhanabal, P., Sushmitha, K. (2022). Effect of iron ore tailing and glass powder on concrete properties. Revista Ingeniería de Construcción, 37(1), 47-57.

Fogliatti, F., Carrasco, M., Beltramini, L., Defagot, C. (2023). Effect of past and fine aggregate content on pervious concrete. Revista Tecnología y Ciencia. 21(46), 18-40.

Freitas, M., Meira, G. (2023). Transport capacity of chloride ions in concretes with mineral additions used in Brazil. Revista ALCONPAT. 13(1), 61-79.

Guerra, J., Castañeda, A., Corvo, F., Howland, J., Rodríguez, J. (2019). Atmospheric corrosión of low carbón steel in a coastal zone of Ecuador: Anomalous behavior of chloride deposition versus distance from the sea. Materials and Corrosion, 70(3), 444-460.

Guerra, J., Puig, R., Castañeda, A., Baque, B. (2023). Estado del arte sobre durabilidad de las estructuras de hormigón armado en perfiles costeros. Revista INGENIAR: Ingeniería, Tecnología e Investigación, 6(11), 2-20.

Llanos, J., Sota, E., Huaricallo, Y., Romero, Y. (2023). Analysis of concrete f'c = 175 kg/cm2, 210 kg/cm2, 245 kg/cm2 and 280 kg/cm2 of low permeability, subjected to high water pressures. 21st LACCEI International Multi-Conference for Engineering, Education and Technology. Buenos Aires, Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology, Session 38B T4-P2, LACCEI2023.1.1.557.

Lorenzi, A., Chies, J., Adamatti, D., Silva, L. (2017). Evaluación de la capacidad de detección de fallas en el concreto a través del ensayo ultrasónico. Revista ALCONPAT, 7(3), 286-301.

Mendoza, J. M., Díaz, J. H. (2023). Circular economy in the Latin American cement and concrete industry: a sustainable solution of design, durability, materials, and processes. Revista ALCONPAT, 13(3), 328-348.

Oficina Nacional de Normalización, NC 231 (2002). “Determinación, interpretación y aplicación de la velocidad del pulso ultrasónico en el hormigón”, La Habana, Cuba.

Oficina Nacional de Normalización, NC 248 (2005). “Hormigón endurecido – Determinación de la profundidad de penetración de agua bajo presión”, La Habana, Cuba.

Oficina Nacional de Normalización, NC 412 (2005). “Guía para la preparación, mezclado, transporte y vertido del hormigón, La Habana, Cuba.

Oficina Nacional de Normalización, NC 1340 (2020). “Cemento – Especificaciones”, La Habana, Cuba.
Oficina Nacional de Normalización, NC ISO 1920-2 (2010). “Ensayos al hormigón – Parte 2: Propiedades del hormigón fresco”, La Habana, Cuba.

Oficina Nacional de Normalización, NC-ISO 1920-3 (2010). “Ensayos al hormigón – Parte 3: Elaboración y curado de probetas para ensayos, La Habana, Cuba.

Ossorio, A., Lorenzo, R. (2014). Predicción de la vida útil de las estructuras de hormigón armado mediante un modelo de difusión de iones cloruro. Revista de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquía, 72, 161-172.

Pérez, Y., Vera, E., Ochoa, R. (2021). Morphological, chemical, and mineralogical characterization of concrete mixtures produced by electric arc furnace slag. Journal of Physics: Conference Series, 2046(1), 012035.

Rashad, M. (2022). Behavuir of slag aggregate in mortar and concrete – A comprehensive overview. Journal of Building Engineering, 53, 104536.

Rea, A. R. (2023). Daño ambiental y economía circular en la explotación de los recursos naturales no renovables. Revista FIGEMPA: Investigación y Desarrollo, 16(2), 93-103.

Rojas, M., Otálvaro, I., Pérez, J., Mauricio, H., Ambriz, C. (2021). Uso de las escorias de horno de arco eléctrico (EHAE) en la construcción - estado del arte. Revista UIS Ingenierías, 20(2), 53-64.

Socarrás, Y. C., González, L., Álvarez, E., González, M., Roca, E. (2020). Evaluación de la calidad del hormigón en edificaciones construidas con el sistema prefabricado Gran Panel. Revista Tecnología Química, 40(2), 264-277.

Sohail, M., Laurens, S., Deby, F., Balayssac, J., Nuaimi, N. (2021). Electrochemical corrosion parameters for active and passive reinforcing steel in carbonated and sound concrete. Materials and Corrosion, 72(12), 1854-1871.

Villao, R. (2021). Actualidad de las técnicas de análisis de corrosión en estructuras de concreto reforzado. Journal of Engineering Sciences, 3(8), 1-10.

Zhang, Y., Su, R. (2019). Concrete cover delamination model for non-uniform corrosion of reinforcements. Construction and Building Materials, 223(2), 329-340.