Se ha finalizado el proyecto concedido por el Instituto Valenciano de competitividad e innovación IVACE+i (antes AVI), titulado “ECOHORMIGÓN PARA ARRECIFES ARTIFICIALES Y OTRAS INFRAESTRUCTURAS MARÍTIMAS (LIVINGREEFS INNEST/2022/72)”. Los miembros de la Universitat Politécnica de València que han participado son los profesores Jordi Payá, José Monzó, María Victoria Borrachero, Ester Giménez y Lourdes Soriano, y como técnico de laboratorio Danilo Bordan Istuque.
El grupo GIQUIMA-ICITECH ha concluido las todas las tareas propuestas en la memoria inicial tanto sobre cenizas volcánicas procedentes del volcán Cumbre Vieja (isla de La Palma, Canarias) como cenizas de paja de arroz. Se han abarcado aspectos tales como:
- La caracterización de ambas cenizas para su incorporación a hormigones sustituyendo al cemento Portland CEM I.
- El estudio de la influencia de las cenizas sobre las características del hormigón a través de diversas dosificaciones, y la caracterización física, físico-química, mecánica y de durabilidad de los hormigones.
- La caracterización de probetas de hormigón (antes y después de la inmersión en el mar) en los puntos seleccionados por otros socios del proyecto.
- Evaluación de la huella de carbono de los hormigones con cenizas volcánicas.
La ceniza volcánica (VA) mostró una reactividad limitada, debido fundamentalmente al porcentaje de óxidos ácidos (cercano a 70%) y a la cristalinidad mostrada. Los ensayos de reactividad puzolánica por métodos químicos demuestran que la ceniza es reactiva, en especial a tiempos largos de ensayo. La morfología irregular y porosa de las partículas de ceniza molida, aumenta ligeramente el requerimiento de aditivos para obtener buena consistencia de los hormigones. Los hormigones preparados contenían 15, 35 y 55% de sustitución de CEM I 42.5 por VA. El sistema con sustitución del 55% de CEM I por VA presenta un bajo contenido en portlandita, por lo que podría ser más susceptible de neutralizarse en entornos naturales y permitiría el crecimiento de organismos sobre la superficie. El desarrollo de resistencia mecánica mostró que la reactividad de la VA es limitada y que solamente los hormigones con 15% de VA rindieron la misma resistencia a compresión que los hormigones control. Los ensayos de durabilidad (absorción, capilaridad, porosidad, permeabilidad al oxígeno y difusión de cloruros) mostraron un comportamiento excelente de los hormigones con VA. En definitiva, los hormigones con VA presentan buen comportamiento: desde el punto de vista mecánico, el sistema con 15% de VA es el que ofrece mayores ventajas, pero los sistemas con 35 y 55% de VA permiten obtener hormigones con menor impacto (reducción de la huella de carbono entre 12 y 42% con respecto al hormigón control) y con excelentes prestaciones.
La ceniza de paja de arroz (CPA) mostró una elevada reactividad desde tiempos cortos, debido a que contiene una elevada proporción de sílice y que, además, está en estado amorfo. Los ensayos de reactividad puzolánica mostraron esa elevada reactividad, y los datos mecánicos lo confirmaron, tanto a nivel de resistencia a compresión como de módulo dinámico de elasticidad. La sustitución de CEM I por CPA en porcentajes de 15 y 30% permitió obtener hormigones con la misma o superior resistencia a compresión a las edades de curado de 7, 28, 90 y 365 días que el hormigón de referencia, lo que demuestra una alta eficacia cementante. El sistema con 30% de CPA presenta un bajo contenido en portlandita y una baja capacidad de neutralización ácida, por lo que podría ser más susceptible de neutralizarse en entornos naturales y permitiría el crecimiento de organismos sobre la superficie. Se ha determinado una mejora sustancial en el refinamiento de los poros a través de los ensayos de porosimetría de intrusión de mercurio (PIM), de modo que eso favorecerá la durabilidad. Todo ello concluye que la CPA es una excelente adición mineral en términos de dosificación y comportamiento resistente, y que su valorización está muy recomendada.
Finalmente, los especímenes que han sido sumergidos en agua de mar en entorno real, han mostrado un desarrollo mecánico de los hormigones con VA curados bajo el agua del mar que es significativamente mejor que en las condiciones de laboratorio. Este hecho es de gran relevancia puesto que en el caso de que en el futuro se desarrollen aplicaciones con estos hormigones para ambientes marinos, se garantiza que la hidratación del sistema será óptima bajo el agua de mar.
