Durability of concrete bearing polymer-treated mixed recycled aggregate

Abstract

El creciente interés de la industria de la construcción por el uso de áridos reciclados en la fabricación de hormigón se ve impulsado por una demanda constante de materiales más sostenibles. El principal obstáculo para aplicar ese principio es la menor calidad del árido reciclado que el natural y, por consiguiente, del hormigón reciclado que el convencional, especialmente en lo que se refiere a la durabilidad. Últimamente se han diseñado y desarrollado varias técnicas para mejorar las propiedades del árido reciclado. Este es el primer estudio que evalúa el efecto de la incorporación de árido reciclado mezclado (ARM) pretratado con polímeros sobre la durabilidad del hormigón. De este modo, se han estudiado las propiedades del hormigón en cuanto a parámetros de transporte de agua como la permeabilidad al agua a presión, la absorción total de agua y la absorción capilar; y de penetración de cloruros, permeabilidad al aire, microestructura y porosidad. En el pretratamiento aplicado, el MRA se empapó primero en una solución polimérica al 20 % durante 60 minutos y posteriormente se secó al horno o al aire. Los resultados mostraron una densidad del hormigón en estado fresco y un porcentaje de aire arrastrado similares en las mezclas estudiadas; así como tampoco se encontró ningún efecto significativo sobre la resistencia a la compresión. Sin embargo, se obtuvo una mayor durabilidad en el hormigón portante de ARM pretratado y secado al aire que en el secado al horno, atestiguada por una permeabilidad al agua un 64 % menor, una sortividad un 17 % menor, una permeabilidad al oxígeno un 58 % menor, una penetración de cloruros un 28 % menor y una porosidad total un 11 % menor en el primero que las observadas en un hormigón de referencia preparado con árido reciclado no tratado.

The construction industry’s growing interest in the use of recycled aggregate in concrete manufacture is being fuelled by an ongoing demand for more sustainable materials. The main obstacle to implementing that principle is the lower quality of recycled than natural aggregate and consequently of recycled than conventional concrete, especially with regard to durability. A number of techniques have been designed and developed of late to improve the properties of recycled aggregate. This is the first study to assess the effect of incorporating polymer pre-treated mixed recycled aggregate (MRA) on concrete durability. In this way, the properties of the concrete in terms of water transport parameters such as permeability to pressurised water, total water absorption, and capillary absorption; and of chloride penetration, air permeability, microstructure and porosity were studied. In the pre-treatment applied, the MRA was first soaked in a 20 % polymeric solution for 60 min and subsequently oven- or air-dried. The results showed similar concrete fresh state density and percentage of entrained air in the mixes studied; as well as no significant effect was found on compressive strength. However, greater durability in air- than oven-dried pre-treated MRA-bearing concrete was obtained, attested to by the 64 % lower water permeability, 17 % lower sorptivity, 58 % lower oxygen permeability, 28 % lower chloride penetration and 11 % lower total porosity in the former than observed in a reference concrete prepared with untreated recycled aggregate.