Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. 17 Nº 1, 2009, pp. 85-94 

EFECTO EN LA RESISTENCIA DE LAS ESCORIAS DE FUNDICIÓN DE COBRE COMO AGREGADO FINO EN EL COMPORTAMIENTO RESISTENTE DEL HORMIGÓN

EFFECT OF SMELTING COPPER SLAG AS FINE AGGREGATE ON THE RESISTANT BEHAVIOR OF CONCRETE

Patricio Cendoya ¹

1 Departamento de Ingenieria Civil, Universidad de Concepción, Casilla 160-C, Correo 3. Concepción, Chile. E-mail: pcendoya@udec.cl

RESUMEN

Las escorias de fundición de cobre son residuos industriales provenientes de la fundición del cobre las cuales procesadas en forma de granallas y  sometidas a un proceso de molienda adquieren características similares a las de un árido fino. La presente investigación estudia la influencia que tiene su incorporación en el comportamiento mecánico a flexotracción y compresión en hormigones que emplean como árido fino una combinación de arenas del río Bío-Bío con proporciones de 25%, 40% y 50% en volumen de escorias de fundición de cobre.  El árido fino resultante se utiliza en la confección de hormigones dosificados para relaciones de agua cemento de 0,45 y 0,52  asociadas a resistencias especificadas a la flexotracción de 3,6 y 4,3 MPa.  Se mide la trabajabilidad en el hormigón fresco, la densidad, la carga de rotura por flexotracción y la carga de rotura por  compresión en el hormigón endurecido comparando los resultados con un hormigón de referencia que no contiene escorias. Los resultados señalan que la docilidad de la mezcla se incrementa debido a la textura lisa de las escorias, se produce un aumento de la densidad del hormigón endurecido y  las resistencias tanto a flexotracción como compresión se incrementan en función del contenido de escorias de fundición de cobre  utilizado en la mezcla.

Palabras clave: Hormigones, escorias de fundición de cobre, resistencia a la flexotracción y compresión.

ABSTRACT

Copper slag is a by product of the copper smelting industry. We took granulated copper slag and milled it until it acquired characteristics similar to those of a fine aggregate, which was then incorporated into concrete, in combination with Bio-Bio river sand in proportions of 25%, 40% and 50% by volume of copper slag. We then examined the impact of the different combinations on the mechanical behaviour to flexotraction and compression in the resulting concrete.  Our specification was to produce concrete for water-cement ratios of 0,45 and 0,52 associated to breakage resistances to flexotraction of 3.6 and 4.3 MPa, respectively. We measured workability of the fresh concrete, as well as density, and breaking load by flexotraction and compression in the hardened concrete, comparing results with a concrete control that did not contain smelting copper slag. Results indicate that the mixture's docility increases due to the smoother texture of the slag. Concrete density and hardened resistance to compression and flexotraction also increase, depending on the content of slag copper smelter used in the mix.

Keywords: Concrete, copper melting slags, flexotraction and compression resistance.

REFERENCIAS

[1]  O. Pavez, J. Palacios and M. Sánchez. "A review of copper pyrometallurgical slags utilization". 5th International Symposium on Waste processing and recycling in the mineral and metallurgical industries. Hamilton, Ontario, Canada, pp. 291-298. August 22 to 25, 2004.         [ Links ]

[2]  M. Sánchez, F. Parada, R. Parra, F. Márquez, R. Jara, J.C. Carrasco and J. Palacios. "Management of copper pyrometallurgical slags: giving additional value to the copper mining industry". VII Int. Conference on Molten Slags, Fluxes & Salts, Cape Town, South Africa, pp. 543-550. 25-28 January, 2004.         [ Links ]

[3]  A. Ariño and B. Mobasher. "Effect of copper slag on the strength, and toughness of cementitious mixtures". ACI Materials Journal, pp. 68-75. January-February, 1999.         [ Links ]

[4]  W. Moura and D. Coutinho. "Influence of copper slag admixture in concrete in durability properties". Ambiente Construido. Porto Alegre. Vol. 4 Nº 2, pp. 41-56. April 2004.        [ Links ]

[5]  JIS Technical Report, TRA 0006. "Recycled Concrete Using Recycled Aggregate". Public Works Research Institute. Japan. 2000.        [ Links ]

[6]  K. Al-Jabri, R.  Taha and M. Al- Ghassani.  "Use of copper slag and cement by-pass dust as cementitious materials". Cement Concrete Aggr Vol. 24 Nº 1, pp. 7-12. 2002.        [ Links ]

[7]  M. Zapata. "Caracterización de cementos y hormigones fabricados a partir de escorias de fundición de cobre". Tesis para optar al título de Ingeniero Civil. Departamento de Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería. Universidad de Concepción, p. 173. 2006.        [ Links ]

[8]  P. Cendoya y M. Liberona. "Efecto de las escorias de fundición de cobre como agregado fino en las propiedades del hormigón fresco y endurecido". XVI Jornadas Chilenas del Hormigón. Universidad Católica del Maule, Talca. 17-19 Octubre. 2007.        [ Links ]

[9]  L. Cares. "Análisis teórico-experimental de la resistencia a la flexotracción de hormigones con escoria de fundición de cobre". Tesis para optar al Título de Ingeniero Civil. Departamento de Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería. Universidad de Concepción, p. 167. 2007.        [ Links ]

[10] NCh 163 Of. 79. "Áridos para morteros y hormigones-Requisitos generales". Instituto Nacional de Normalización. Chile.        [ Links ]

[11] NCh 148 Of. 68. "Cemento, terminología, clasificación y especificaciones generales". Instituto Nacional de Normalización. Chile.        [ Links ]

[12] NCh 170 Of. 85. "Hormigón-Requisitos generales". Instituto Nacional de Normalización. Chile.        [ Links ]

[13] NCh 1017 Of. 75. "Hormigón-Confección y curado en obra de probetas para ensayos de compresión y tracción". Instituto Nacional de Normalización. Chile.        [ Links ]

[14] NCh 1038 Of. 77. "Hormigón-Ensayo de tracción por flexión". Instituto Nacional de Normalización. Chile.        [ Links ]

[15] NCh 1019 Of. 74. "Construcción-Hormigón-Determinación de la docilidad-Método del asentamiento del cono de Abrams". Instituto Nacional de Normalización. Chile.        [ Links ]

[16]  NCh 1037 Of. 77. "Hormigón-Ensayo de compresión de probetas cúbicas y cilíndricas". Instituto Nacional de Normalización. Chile.        [ Links ]

Recibido 9 de julio de 2007, aceptado 5 de marzo de 2009.