Proyecto: Adiciones Minerales Activas (AMA) y Aditivos Químicos
O. R. Batic, J. D. Sota, R. Pavlicevic, P. J. Maiza y S. A. Marfil (U. N. del Sur)

Las adiciones minerales activas son materiales naturales como las puzolanas o materiales secundarios como los desechos industriales (escoria granulada de alto horno, ceniza volante de centrales térmicas, filler o polvos calcáreos, microsílice, cenizas de cáscara de arroz, escoria de diversos metales, etc.). Su aplicación en la elaboración del hormigón o su incorporación al cemento  tiene diversos objetivos: mejorar las propiedades y las respuestas de los materiales frente a agresiones, evitar la contaminación, disminuir el costo de los ligantes cálcicos y reducir el consumo de combustibles no renovables.

En este Proyecto se estudian las mejoras que el uso de las adiciones minerales activas producen en las reacciones de hidratación y en la porosidad, ganancias de resistencia a tracción y flexión, modificación en la composición del líquido de poros y fundamentalmente, en la durabilidad (inhibición de la reacción álcali-sílice, resistencia al ataque de sulfatos del ambiente, disminución de la corrosión de las armaduras, menor calor de hidratación, etc.).

Otros estudios que se han iniciado se vinculan con la acción inhibidora que producen algunas sales de litio sobre la reacción álcali-sílice. En este sentido se han estudiado las reacciones primarias entre sílice lábil (obtenida del vidrio pirex), hidróxido de calcio, hidróxido de litio, cloruro de sodio, etc., a temperatura ambiente, a 38° C  y a 80°C.  Además, se han ejecutado tramos experimentales de pavimentos empleando agregados reactivos, utilizando diversas alternativas para disminuir o inhibir la reacción destructora. De estos estudios e investigaciones  ha participado  la Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, la Municipalidad de Comodoro Rivadavia y empresas elaboradoras de agregados, aditivos, cementos y hormigón elaborado. Se han realizado experiencias “in situ” para inhibir con sales de litio la RAS. La aplicación se realizó sobre pavimentos alterados y nuevos ejecutados en el área de la ciudad de Comodoro Rivadavia, Provincia de Chubut.

También se han hecho  estudios de aplicación de subproductos de la industria del petróleo con el fin de incorporarlos dentro del hormigón e inhibir la RAS.

Proyecto: Estudio de la Reacción Alcali - Sílice (RAS)
O. R. Batic, J. D. Sota, , R. Pavlicevic, J. M. Ponce, D. D. Falcone, P. D. Maiza y S. A. Marfil (U. N. del Sur)

En la Argentina, y particularmente en la Provincia de Buenos Aires existen pavimentos en rutas y urbanos con deterioros, atribuibles a la RAS. En el año 1995 se inició la recolección de muestras de los yacimientos de agregados triturados para el estudio  de su composición mineralógica y verificación  del comportamiento frente a la RAS. La RAS se produce en el hormigón cuando se emplean agregados que contienen sílice termodinámicamente inestable, amorfa o cuarzo deformado o tensionado denominados comúnmente como agregados reactivos, álcalis suficiente y humedad superior al 80%.

Este Proyecto se integra con los siguientes sub-proyectos:

• Estudio de Agregados Graníticos de la Pcia. de Buenos Aires: En la Provincia existen grandes yacimientos de rocas cristalinas que se usan para diversos destinos, revestimientos, agregados, rellenos, peraltes, etc. Los agregados para elaborar hormigones de cemento Pórtland  deben poseer estabilidad de volumen.

Los resultados de los estudios indican que las rocas graníticas deformadas contienen cuarzo microcristalino tensionado y los ensayos especificados de algunas de ellas, han confirmado su potencia reactiva deletérea. En este caso la reacción deletérea es lenta y/o diferida por lo que debe estudiarse aplicando precauciones especiales. Para los estudios petrográficos se utiliza un microscopio polarizado, un analizador de imágenes para investigar la estructura además se están aplicando dos ensayos acelerados con el fin de conocer el comportamiento y un ensayo sobre hormigones de largo aliento que llevan 1 o 2 años para confirmar la reactividad.

Los estudios ponen en evidencia que con los métodos normalizados hasta el presente existen agregados reactivos que no pueden ser calificados por los mismos como tales. Por este motivo se han desarrollando nuevos métodos para la identificación de estos agregados, sobre la base del RTA T363 se han establecido algunas variantes con resultado exitoso. Además se han realizado estudios de RAS a 60º C con interpretación a 60 y 90 días.

• Manifestaciones y Productos de la RAS: La complejidad de las reacciones deletéreas se manifiesta de diferentes formas: deterioro del hormigón y mortero como consecuencia de expansiones, fisuras, cambios de coloración  en zonas, presencia de geles, etc.

En el caso de geles, se tiende a conocer su composición, evolución de su estructura, comportamiento termodinámico, etc. Se ha detectado, en su fase final, la presencia de zeolitas y se ha estudiado la presencia de  etringita.

Actualmente se investiga si es posible diferenciar la etringita original producida durante la hidratación del cemento Pórtland y la observada en los hormigones y morteros con RAS de edades avanzadas. Se desea determinar si la etringita participa en el proceso deletéreo.

Los estudios realizados con el fin de identificar la aparición de etringita diferida muestran que si bien esta vinculada a las fisuras producidas en el hormigón por la RAS, corresponde a un proceso de agresión por sulfatos.

Proyecto: Estudio de la Reacción Alcali-Carbonato (RAC)
O. R. Batic, J. D. Sota, R. Pavlicevic, P. J. Maiza y S. A. Marfil (U. N. del Sur)

La RAC se origina entre rocas dolomíticas con tamaños de cristales característicos que contienen minerales del tipo arcillas en la estructura cristalina y los álcalis del hormigón. Se ha observado el deterioro de construcciones en varias partes del mundo, lo cual no es fácilmente identificable mediante estudios rápidos. Es por ello que se continúan las investigaciones y las relaciones entre agregados carbonáticos reactivos y los demás componentes del hormigón a través de técnicas microscópicas ópticas y de barrido (SEM), técnicas infrarrojas y  de difracción de Rayos X.

Otro aspecto de  interés es evitar o atenuar esta reacción cuando los agregados se identifican como reactivos, sin embargo no es fácil hallar la solución tecnológica.
Se han probado diferentes adiciones minerales y algunos productos químicos (sales de litio), pero aún sin éxito, es por ello que se continúan estas investigaciones.

En la Provincia de Buenos Aires existen yacimientos de rocas de esta mineralogía que se usan para obtener agregados. Los estudios incluyen, además,  rocas de la Patagonia y del norte argentino. Se detectó que  muestras de la Patagonia producen reacciones deletéreas importantes mientras que en los otros casos no han reaccionado destructivamente.

Proyecto: Durabilidad de Hormigones en Suelos Salinos
A. A. Di Maio, O. R. Batic, F. Irassar (U.N.C.P.B.A.)

Esta investigación se relaciona con el tema de durabilidad, la cual se inició hace 16 años, estudiando a los hormigones que se encuentran en contacto con suelos sulfatados. Se estudia el comportamiento de hormigones (razón a/c = 0.53) de diferentes características tecnológicas, en donde la variable principal en la elaboración de los mismos es la adición, en distintos porcentajes, de cenizas volantes, puzolanas naturales, escoria granulada de altos hornos, siendo otro hormigón elaborado con cemento resistente a los sulfatos. Todos  fueron comparados con un hormigón patrón elaborado  con cemento Pórtland normal que se mantuvo en cámara húmeda como referencia. Con relación a la metodología de trabajo, en primera instancia se realizó una inspección visual de cada una de las muestras en estudio, para posteriormente determinar otras propiedades de los hormigones mediante END (ultrasonido y frecuencia de resonancia) además de realizar análisis de la microestructura mediante  difracción por Rayos X y microscopía electrónica. Finalmente, algunas muestras, correspondientes a los distintos hormigones,  fueron  sometidas a ensayos de compresión determinándose,  además, el módulo de elasticidad  estático. Los resultados obtenidos en este período muestra que la agresión del medio con sulfatos varía según la AMA y el % utilizado y se observa el diferente ataque según el hormigón este totalmente sumergido en el suelo o en la zona interfase suelo aire. En este último caso se produce una gran influencia del fenómeno de cristalización, que se agrava con el empleo de AMA.

Los estudios iniciados hace 16 años atrás han permitido calificar diferentes mezclas de hormigones sin y con adiciones minerales frente a este ataque y obtener conclusiones importantes utilizadas para evitar el deterioro del hormigón y aumentar la vida útil.