Influencia de la mineralogía, textura y grado de alteración de rocas volcánicas en su comportamiento como agregado en hormigón

Abstract

El hormigónes uno de los materiales más utilizados a nivel mundial para la construcción de obras tales como, rutas, túneles, presas. Sin embargo existen patologías que pueden afectar sus propiedades mecánicas, físicas y su durabilidad. En 1940 se dieron a conocer los primeros estudios de una reacción química (denominada reacción álcali-sílice),desarrollada entre algunos materiales silíceos que constituyen los agregados pétreos y los hidróxidos alcalinos provenientes principalmente del cemento. A pesar de los años de investigación actualmente continua siendo un tema de debate, estudio y constante avance tecnológico.En Argentina, en las provincias de Entre Ríos y Corrientes, existen numerosas canteras donde se explotan agregados para hormigón. Estas rocas, de origen basáltico, pueden contribuir al desarrollo de la reacción debido a la presencia de cierto tipo de compuestos potencialmente reactivos.En estaTesis se relevaron cinco canteras activas de ambas provincias para evaluar la reactividad alcalina potencial de estos agregados. Se realizaron ensayos normalizados, tales como el método de la barra de mortero (IRAM 1674), prisma de hormigón convencional y acelerado (IRAM 1700, a 38ºC y 60ºC), análisis petrográfico (IRAM 1649, 1531) y se determinó la sílice disuelta (IRAM 1650).Sobre las barras de mortero y prismas de hormigón, luego de cumplido el tiempo de ensayo, se realizaron secciones delgadas que se estudiaron mediante microscopia óptica, para identificar productos de neoformación, y microscopía UV para evaluar el grado de microfisuramiento. Los estudios permitieron identificar materiales potencialmente reactivos, como por ejemplo vidrio volcánico, polimorfos de la sílice y calcedonia, y sustancias perjudiciales como la montmorillonita. En algunas canteras estos componentes superaron el límite establecido por la norma, calificando a los agregados como potencialmente reactivos según el examen petrográfico. La expansión medida en prismas de hormigón arrojaron valores diferenciales calificando algunos agregados como potencialmente reactivos y otros inocuos, mientras que en barras de mortero todos los valores superaron el límite establecido.También se estudiaron dos obras ingenieriles realizadas con agregados basálticos de la zona, que presentaban signos de RAS, con el objetivo evaluar la influencia de estos en el deterioro de la estructura.

Concrete is one of the main materialsused worldwide for the construction of different works such as routes, tunnels, dams.However, several pathologies can affect their mechanical and physical properties and their durability. In 1940 the first studies of a chemical reaction (named alkali-silica reaction (RAS)), developed between some siliceous materials that constitute the aggregates, and the alkaline hydroxides, coming mainly from the cement were studied.Despite the years of researches, nowadays it continues being subject of debate, study and permanent technological progress.In Argentina, in the provinces of Entre Ríos and Corrientes, there are several quarries of aggregates for concrete. These rocks are of basaltic origin and can contribute to the development of the reaction due to the presence of certain type of potentially reactive components.In this Thesis, five active quarries of both provinces were sampled to evaluate the potential the alkaline reactivity of these aggregates. Several standardized tests such as the mortar bar test method (IRAM 1674), conventional and accelerated concrete prism test method (IRAM 1700, at 38ºC and 60ºC) and petrographic analysis (IRAM 1531, 1649) were carried out. Also the dissolved silica (IRAM 1650) was determined. Thin sections were made of the mortar bars and concrete prisms after the test time was completed. They were studied by optical microscopy, to identify neoformation products, and by UV microscopy to evaluate the microcracking.The studies allowed to identify potentially reactive materials in this type of rock, such as volcanic glass, polymorphs of silica and chalcedony, and harmful substances such as montmorillonite. In some quarries these components exceeded the limit established by the standards, qualifying the aggregates as potentially reactive according to the petrographic examination. The expansion measured in concrete prisms shown differential values qualifying some aggregates as potentially reactive and other as innocuous, while in mortar bars all values exceed the limit established in the standard. Also,works elaborated with basaltic aggregates of the area, which showed signs of ASR, were studied in order to evaluate the influence of these rocks on the deterioration of the structures.