ES2537256A1

ES2537256A1 - Procedimiento para la fabricación de hormigón de escoria

Info

Publication number: ES2537256A1
Application number: ES201300758A
Authority: ES
Inventors: María Dolores RUBIO CINTAS; Miguel Ángel PARRON VERA; Francisco CONTRERAS DE VILLAR
Original assignee: Universidad de Cadiz
Current assignee: Universidad de Cadiz
Priority date: 2013-08-03
Filing date: 2013-08-03
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-08-03
Also published as: ES2537256B2; WO2015018952A1

Abstract

Procedimiento para la fabricación de hormigón de escoria, para la valorización de un residuo industrial, en este caso la escoria originada en la industria del acero de horno de arco eléctrico, mediante su encapsulación en una matriz cerámica de un material compuesto como es el hormigón, empleándola como conglomerante hidráulico. El procedimiento consiste en sustituir una parte del cemento, que se aplica como conglomerante, por escoria de acero inoxidable, dadas sus características aglutinantes, en una cantidad de hasta un 25% total del cemento. Dichas escorias son altamente abrasivas, lo que confiere al hormigón resultante una resistencia elevada al desgaste. Esta característica hace que el hormigón obtenido mediante este procedimiento resulte óptimo para la fabricación de estructuras tales como acrópodos, tetrápodos y/o cajones para relleno marino dispuestos como escolleras en abrigo del mar.

Description

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•: Calibre para determinar las dimensiones de la probeta.

•: Balanza, equipada con un estribo, para poder pesar la probeta tanto en el aire como en el agua, con una precisión del 0,1% de su masa.

•: Tanque de agua, equipado con un mecanismo para mantener constante el nivel de agua y de tamaño suficiente para permitir que la probeta sobre el estribo esté completamente sumergida a profundidad constante.

•: Estufa de tiro forzado, capaz de mantener la temperatura a (105 ± 5ºC.

•: Para la realización de este estudio, el volumen mínimo de la probeta ha de ser de

0.785 litros. Las probetas estudiadas no excederán el tamaño máximo de árido grueso (25 mm), en nuestro caso dicho tamaño máximo fue de 16 mm.

La norma indica el siguiente proceso bajo las cuales se puede determinar la masa de una probeta:

•: En condiciones de recepción. Los resultados de las medidas en la recepción se pesaron con una precisión de 0.1% de la masa de la probeta.

•: Saturada en agua. En este caso la probeta se debe sumergir en agua a (20 ± 2ºC) hasta que la variación de peso, trascurridas 24 horas de inmersión, resulte inferior al 0.2%, habiendo secado superficialmente la probeta con un paño húmedo antes de cada pesada.

•: Secada en estufa. En este caso la probeta se seca en estufa de tiro forzado a (105 ± 5)ºC hasta que la variación de peso, trascurridas 24 horas, resulte inferior al 0.2%. Antes de cada medida se debe dejar enfriar la probeta hasta la temperatura ambiente en un recipiente hermético seco o en un desecador. Se debe anotar el valor de la masa de la probeta desecada en estufa.

Una vez realizados todos los cálculos obtuvimos un valor de densidad del material de 2650 kg/m3, siendo la del hormigón convencional de 2600 kg/m3.

Basándonos en los resultados obtenidos, se deduce que la adición de escoria aumenta la densidad del material. Este resultado se explica por la granulometría de las partículas dando lugar a una mayor cantidad de masa con mayor peso específico en las probetas con adición de escorias que en las probetas convencionales sin adición.

Pruebas de lixiviación

Para la realización de los exámenes de lixiviado se siguió la norma UNE-EN 12920:2007+A1 Metodología para la determinación del comportamiento en la lixiviación en condiciones especificadas. Los resultados fueron las siguientes:

Se envejecieron las probetas aceleradamente. Este proceso trascurre tras 28 días de curado en cámara húmeda, se sometió a un secado en estufa a 60ºC durante 48 horas para después sumergirlas en un baño de agua a 70ºC durante otros 32 días. Luego se depositaron en un entorno agresivo expuestas a la intemperie. Una vez envejecida se procedió a desarrollar la misma técnica que se describe a continuación.

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Para el ensayo de lixiviación La probeta ha sido sumergida en 800ml de agua destilada durante 24 horas. Transcurrido el periodo de ensayo, se ha procedido a la extracción de la muestra y la disolución del lixiviado ha sido transferida a un matraz aforado de 1000 ml enrasando con agua destilada. El ensayo ha sido repetido sumergiendo la probeta 24

5 horas más en otros 800 ml de agua repitiendo la metodología descrita.

El comportamiento de las escorias de acero inoxidable encapsuladas en el hormigón fueron las siguientes: En la Tabla I aparecen los resultados en ppm (mg/l) de los dos lixiviados.

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Tabla I

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se debe a la disminución del pH y la consiguiente disolución parcial de sus hidróxidos, siendo L/D límite de detección y TDS referido a 1 ppm en un miligramo de disolvente sólido por cada quilogramo de agua.

En la Directiva sobre "Criterios y procedimientos de admisión de residuos en los vertederos", se exponen los Valores Límites de Lixiviación, según los criterios establecidos para los residuos peligrosos admisibles en vertederos para residuos no peligrosos. El límite máximo para el cromo total es de 4 mg/Kg de materia seca calculados en términos de liberación total, para unas proporciones entre líquido y sólido (LIS) de 2 l/kg. Siendo este valor el menos permisivo del conjunto de tablas que se dictan en esta Directiva Europea.

Si hacemos el balance en mg/kg de materia seca del cromo total de la tabla I anterior y con una fácil proporción se determina que en nuestras muestras la lixiviación es menor.

Comparándolo con un litro de agua, si lo llevamos a la proporción formulada en la tabla de II l/kg este valor llega a 0,369 mg/kg muy por debajo del límite máximo de 4 mg/kg que impone la norma.

La variabilidad del resto de óxidos metálicos es grande cualitativamente pero despreciable cuantitativamente por la desproporción existente, siendo la más estrecha la marcada anteriormente en el Crtotal que representa una décima parte del límite asignado. La media de estos parámetros es inferior al 5%.

Además de los valores límite de lixiviación mencionada en la tabla 2.3.1 Diario Oficial de las Comunidades Europeas DO L 11 de 16.1.2003, p. 27/48; Directiva con la Decisión del Consejo de 19/12/2002 2003/33/CE, por la que se establecen los criterios y procedimientos de admisión de residuos en los vertederos con arreglo al artículo 16 y el anexo Il de la Directiva 1999/31/CEE, los residuos granulares deberán cumplir los criterios adicionales siguientes:

Parámetro pH ________________ Valor límite ≥ 6

El menor valor registrado en la analítica es 8,22, superior al señalado en la norma.

Los residuos estables no reactivos son aquellos cuyo comportamiento de lixiviación no cambiará adversamente a largo plazo en las condiciones de diseño del vertedero, o en caso de accidentes previsibles:

•: en el residuo considerado de forma aislada (por ejemplo, por biodegradación),

•: bajo los efectos de condiciones ambientales a largo plazo (por ejemplo, agua, aire, temperatura y restricciones mecánicas),

•: por el efecto de otros residuos (incluidos productos de residuos tales como lixiviados y gas).

La encapsulación de las escorias de acero inoxidable en el hormigón como sustitutivo, supera estos condicionantes ya que la vida útil de los elementos estructurales ejecutados son de larga duración.

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Claims

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