EMPLEO DE MICROFILLER DE CARBONATO DE CALCIO COMO ADICIÓN MINERAL EN MEZCLAS DE SHOTCRETE

PARA APLICACIONES MINERASPARA APLICACIONES MINERAS

ING. ENRIQUE PASQUEL CARBAJAL

UNIÓN DE CONCRETERAS S.A.

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

¿Qué son las adiciones minerales y

¿Qué son las adiciones minerales y adiciones minerales y porqué son tan importantes?

adiciones minerales y porqué son tan importantes?

� Minerales finamente molidos con alto contenido de Si, Ca, Al :

Individualmente + agua no generan pegante

� Pero ….. : Adiciones + Cemento + agua ����

� Generan cementante y/o rellenan estructura interna

Adiciones MineralesAdiciones Minerales

� Generan cementante y/o rellenan estructura interna

� Mejoran propiedades en estado fresco

� Mejoran propiedades en estado endurecido

� Reemplazan eficientemente al cemento

� Su tamaño de partícula más pequeña densifica la pasta

Subproductos industriales

Adiciones Minerales

CenizaFly Ash

Metacaolín

Filler Calizo

Puzolana

Microsílice

Calizo

Escoria

¿Son iguales todas las adiciones minerales?adiciones minerales?

Ceniza Volante (Fly Ash)Ceniza Volante (Fly Ash)

Escoria (Slag)Escoria (Slag)

Microsílice (Silica fume)Microsílice (Silica fume)

Puzolana volcánicaPuzolana volcánica

MetacaolínMetacaolín

Filler de Carbonato de Calcio (Kiln Dust)Filler de Carbonato de Calcio (Kiln Dust)

¿Por qué son tan importantes

actualmente las actualmente las adiciones minerales?

Desarrollo Sostenible

Concreto Ecológico

Importancia del Concreto y el Cemento

�� Material más usado después del aguaMaterial más usado después del agua

�� Se producen más de 7 billones m3/añoSe producen más de 7 billones m3/año

�� Más de 1m3/año por cada ser humanoMás de 1m3/año por cada ser humano

�� Cada Ton de cemento genera 1 Ton de Carbón equivalenteCada Ton de cemento genera 1 Ton de Carbón equivalente�� Cada Ton de cemento genera 1 Ton de Carbón equivalenteCada Ton de cemento genera 1 Ton de Carbón equivalentehacia el medio ambientehacia el medio ambiente

ADICIONES MINERALESADICIONES MINERALES �� REEMPLAZAN CEMENTO REEMPLAZAN CEMENTO MEJORAN PROPIEDADESMEJORAN PROPIEDADESREDUCEN EMISIONESREDUCEN EMISIONES

¡AYUDAN A PROTEGER EL MEDIO AMBIENTE¡¡AYUDAN A PROTEGER EL MEDIO AMBIENTE¡

Veamos mas en detalle al Microfiller

de Carbonato de de Carbonato de Calcio

Clinkerizacion ( Hornos )

Subproducto Proceso de ClinkerizaciónSubproducto Proceso de Clinkerización

Filtros de Captación de Microfiller de Carbonato de Calcio

Adición mineral considerada en :

Norma nacional NTP 334.090

ASTM C 1157-00

Microfiller de Carbonato de Calcio

ASTM C 150

Acciones Acción Química :

Aluminato tricálcico (C3A) + filler calizo (CaCO3) + Agua �

Carboaluminatos de Calcio

Resistencia a la agresividad química

Ligero efecto en mejora de resistencia

Acción Epitáxica :

Acción Física :

Dispersión y cohesividad

Rellenador de vacíos intergranulares

Densificador

Acción Epitáxica :

Ca(OH)2 + Filler calizo �

Red cristalina adicional

Mejora estructura interna

Características Físicas

• Peso Unitario entre 800 a 1000 kg/m3

• Gravedad especifica en rangos de 2.60 a 2.75

• Generalmente de color gris claro

• Tamaño promedio de partículas < 4 micras �

1/3 a 1/4 tamaño promedio de partículas del cemento

• Finura Blaine ~ 10.000 m2/kg (medido por equipo Blaine)

Investigación en el CITEDEC sobre el Microfiller de

Carbonato de Calcio y su efecto en las propiedades del

Investigación en el CITEDEC sobre el Microfiller de

Carbonato de Calcio y su efecto en las propiedades del efecto en las propiedades del

concretoefecto en las propiedades del

concreto

Institución Privada en Lima – PerúEspecializada en Investigación Aplicada sobre Cemento y Concreto

600 m2 de Laboratorios, Centro de Pruebas y Oficinas

Laboratorio de Laboratorio de Ensayos FísicosEnsayos Físicos

Evaluación y Calificación de agregados

Características Físicas y Granulométricas de agregados

Laboratorio de Ensayos QuímicosLaboratorio de Ensayos Químicos

Análisis de cemento, agua, agregados, aditivos Evaluación de fuentes de agresividad química al Análisis de cemento, agua, agregados, aditivos Evaluación de fuentes de agresividad química al concreto

Control de Calidad y Monitoreo de Insumos

Ensayos en CementoEnsayos en Cemento

Ensayos en ConcretoEnsayos en Concreto

Prensas, Cámaras de curado para 4000 testigos

Laboratorio y Taller Laboratorio y Taller Metrológico para Calibración Metrológico para Calibración y Mantenimiento de Equipos y Mantenimiento de Equipos de Laboratoriode Laboratorio

BIBLIOTECA TECNICA BIBLIOTECA TECNICA ESPECIALIZADAESPECIALIZADA

Normas ASTMNormas ACINormas INDECOPIRevistas TécnicasRevistas TécnicasAcceso a Bases de Datos InternacionalesAcceso a Tesistas e investigadores

-Microscopio de luz polarizada-Microscopio de luz reflejada- Microscopio Estereoscópico- Preparación de secciones

Laboratorio de Laboratorio de Petrografía y Petrografía y Ensayos EspecialesEnsayos Especiales

gruesas y delgadas

Ensayos EspecialesEnsayos Especiales

Equipo para determinar ASR en concreto endurecido con acetato de uranio y luz ultravioleta

Ensayos EspecialesEnsayos EspecialesEnsayo de Abrasión comparativa ASTM para evaluar desgaste

Ensayos EspecialesEnsayos Especiales

Equipo Torrent para medición de permeabilidad en laboratorio e in-situ

Módulo de ElasticidadMódulo de Poisson

Centro de PruebasCentro de PruebasPatio de Pruebas de 140 m2Mini Planta de Concreto para investigación de 0.25 m3 de Capacidad y dosaje automatizado

Staff de 20 personas entre ingenieros, técnicos y personal auxiliar al servicio de la industria de la construcción y la minería

� Propiedades en estado fresco� Propiedades en estado endurecido

Durabilidad

PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN SOBRE MICROFILLER DE CARBONATO DE CALCIO

� Durabilidad� Aplicaciones especiales

� Demanda de agua y trabajabilidad� Exudación

Tiempo de fragua

EFECTOS EN EL CONCRETO FRESCO

� Tiempo de fragua� Contenido de aire� Calor de hidratacion� Acabado� Bombeabilidad

Micro

Filler

Calizo

RESUMEN COMPARATIVO DE EFECTOS EN EL CONCRETO FRESC O

� Influencia en desarrollo de resistencia� Desgaste por abrasión

Permeabilidad

EFECTOS EN EL CONCRETO ENDURECIDO

� Permeabilidad� Contracción por secado� Resistencia a la agresividad química

Micro

Filler

Calizo

RESUMEN COMPARATIVO DE EFECTOS EN CONCRETO ENDURECIDO

Ensayo de Permeabilidad del Concreto Ensayo de Permeabilidad del Concreto Utilizando el Permeabilimetro TorrentUtilizando el Permeabilimetro Torrent

Toma de PermeabilidadToma de PermeabilidadMedición de ResistividadMedición de Resistividad

Efecto del Microfiller Calizo en la Efecto del Microfiller Calizo en la Permeabilidad del ConcretoPermeabilidad del Concreto

Concreto f’c = 210kg/cm2 Convencional

El Microfiller Calizo reduce significativamente la permeabilidad del concreto

RESISTENCIA A LOS CLORUROSRESISTENCIA A LOS CLORUROS

Efecto de los Cloruros en la Durabilidad del Concre toEfecto de los Cloruros en la Durabilidad del Concre to

Principio básico ���� Baja Permeabilidad ���� Microfiller

Ensayo de Contracción del Concreto Ensayo de Contracción del Concreto -- ASTM C 157ASTM C 157

Curado de TestigosCurado de Testigos

Almacenamiento de TestigosAlmacenamiento de Testigos

Medición de ContracciónMedición de Contracción

Curado de Testigos Simulando Condiciones de Obra Curado de Testigos Simulando Condiciones de Obra

Ensayo de Abrasión - ASTM C 944

Equipo de AbrasiónEquipo de Abrasión

Medición de ProfundidadMedición de Profundidad

MicrómetroMicrómetroDesgaste por AbrasiónDesgaste por Abrasión

Aplicaciones del Concreto Aplicaciones del Concreto con Microfiller Calizocon Microfiller Calizo

Concreto AutocompactadoConcreto Autocompactado

Concreto ConvencionalConcreto Convencional

Aplicaciones del Concreto con Aplicaciones del Concreto con Microfiller CalizoMicrofiller Calizo

Obras CivilesObras Civiles Sostenimiento subterráneoSostenimiento subterráneo

� Reducción de rebote (< 10%)� Mayor cohesividad ���� Capas de mayor

espesor ���� Mejor Rendimiento� Reemplazo eficiente de cemento ����

Ecología y medio ambiente� Sustitución de adiciones más caras

EXPERIENCIA DE DESEMPEÑO EN MINAS : PALLANCATA, COB RIZA, CHUNGAR, SAN CRISTOBAL, ANDAYCHAGUA, ATACOCHA

� Sustitución de adiciones más caras(microsílice)

� Buen desarrollo de resistencia inicial� Buen desempeño con fibras metálicas y

sintéticas� Menor desgaste de equipos de bombeo y

lanzado� Durabilidad y Economía

Reflexión Final y ConclusionesConclusiones

Distribución aproximada del consumo de concreto en el Perú en % Año 2010 - 16´300,000 m3

70%

Realidades del Mercado del concreto en el Perú

6%

17%7%

Contratistas Formales Concreto Premezclado

Usos varios en minas Concreto Informal

Distribución aproximada del consumo de concreto for mal en el Perú en % - Año 2010 - 5´600,000 m3

56%

24%

Realidades del Mercado del concreto en el Perú

20%

24%

Contratistas Formales Concreto Premezclado Usos varios en minas

! Las minas produjeron el 2010 : 1´200,000 m3 de concreto¡¡Casi la cuarta parte del concreto formal del país!

CONCLUSIONESCONCLUSIONESCONCLUSIONESCONCLUSIONES

�� ElEl MicrofillerMicrofiller CalizoCalizo mejoramejora elel comportamientocomportamiento deldelconcretoconcreto enen estadoestado frescofresco yy endurecidoendurecido .

�� FavoreceFavorece lala durabilidaddurabilidad deldel concretoconcreto alal disminuirdisminuir lalapermeabilidadpermeabilidad deldel mismomismo .

�� ContribuyeContribuye aa protegerproteger elel mediomedio ambienteambiente .�� ContribuyeContribuye aa protegerproteger elel mediomedio ambienteambiente .

�� EsEs unun productoproducto nacionalnacional concon desempedesempe ññoo tecnoltecnol óógicogicosatisfactoriosatisfactorio comprobadocomprobado..

�� EsEs unauna alternativaalternativa sustentable,sustentable, eficienteeficiente yy rentablerentable paraparalaslas aplicacionesaplicaciones minerasmineras concon shotcreteshotcrete..

FIN

Muchas Gracias

FIN

Muchas GraciasMuchas GraciasMuchas Gracias