Reducción de costos en una mezcla de mortero para la impresión 3D, mediante la inclusión de cenizas volantes

Mejía Arcila, Johana Mercedes | 2020

RESUMEN: Para este trabajo se estudió la posibilidad de generar una disminución del costo de una mezcla de concreto incluyendo cenizas volantes vírgenes CV1v, en la matriz cementicia como un material puzolánico alternativo haciendo variaciones en el porcentaje de reemplazo entre 5 y 17%. Porcentaje definido luego de una revisión técnico-bibliográfica, que también permitió definir las proporciones de trabajo para cada uno de los factores de interés, involucrados en la mezcla. Fue necesaria la caracterización de cada una de las materias primas con el fin de clasificarlas según las diferentes normas que rigen los diferentes ensayos de caracterización de los materiales. Posteriormente se elaboraron y ensayaron cada uno de los sistemas que se definieron a partir del diseño experimento compuesto por cuatro factores de diseño que fueron la relación (a/c), proporción cv/c, relación arena/c y el porcentaje de aditivo superplastificante GCP. La metodología de superficie de respuesta permitió un acercamiento al comportamiento del concreto al ser sometido a variaciones en su composición, la interacción de los diferentes factores y los resultados de las variables de respuestas, en este caso el porcentaje de fluidez y la resistencia, hizo posible la selección de los sistemas 1 y 2, que contaban con las propiedades adecuadas para la impresión 3D según las condiciones dadas en la revisión de las diferentes investigaciones realizadas sobre el tema. La inclusión de una nueva ceniza CV2v permitió ampliar la investigación sobre el efecto que tiene está en el concreto, como la disminución en la resistencia de este. La modificación de esta materia prima, como la molienda, resultó favorable para las mezclas elaboradas, aportando mejoras en cuanto resistencias, fluidez, trabajabilidad en comparación con la ceniza volante virgen. A partir de una serie de ensayos en estado fresco y endurecidos a los sistemas 1 y 2, se pudo seleccionar el sistema 3 que contó con las condiciones óptimas para la impresión, dicho sistema sometido finalmente a ensayos para determinar las propiedades complementarias y así analizar con base en sus proporciones el costo de este frente al mercado y las demás investigaciones realizadas en torno al tema de impresión 3D con base cementicia. En cuanto a los resultados se obtuvo que el sistema 3 no disminuyó los costos de la mezcla, ya que el sistema seleccionado presentó un sobrecosto de 12% respecto a las referencias bibliográficas y 20% con respecto a la mezcla comercial.