Tesis (Magíster en Ingeniería Civil con énfasis en Estructuras)

Con el fin de producir un concreto estructural liviano usando agregados piroclásticos
procedentes del sector adyacente al nevado del Ruiz se presenta el análisis de resultados
de un proceso experimental, basado en una metodología cuantitativa que permitió la
caracterización de los agregados piroclásticos, la incorporación de estos a las mezclas de
concreto y el análisis de las propiedades del concreto en estado fresco y estado
endurecido. Como un primer acercamiento a la dosificación ideal, se planteó una primera
fase experimental remplazando los agregados convencionales por agregados piroclásticos
en proporciones del 25%, 50% y 100% para el agregado fino, y del 25% y 50% para el
agregado grueso. En el proceso de caracterización de los agregados se encontró que los
agregados piroclásticos tenían un pH acido el cual se intentó disminuir con la incorporación
de cal hidratada al 75% de pureza directamente a las mezclas. Se identificó que el uso de
materiales piroclásticos disminuye la trabajabilidad del concreto y que las propiedades
mecánicas del concreto en estado endurecido con reemplazos de agregados naturales por
agregados piroclásticos disminuyeron significativamente con respecto a la mezcla de
control. Partiendo de los resultados de la fase experimental uno se planteó la fase
experimental dos, en la que se realizó un proceso de saturación de los agregados
piroclásticos con cal hidratada al 85% de pureza para controlar la acidez, se remplazó el
agregado fino en proporciones de 25%, 50% 75% y 100%, buscando mejorar las
propiedades de resistencia se incorporó 10% de humo de sílice en 4 de las 9 mezclas. Los
resultados de la segunda fase experimental muestran que las propiedades mecánicas del
concreto mejoraron con respecto a los resultados de la fase uno, alcanzando resistencias
de compresión superiores a 17 MPa con densidades de equilibrio entre 1804 kg/m3 y 2174
kg/m3. Finalmente, se realizó un análisis de los depósitos de material piroclástico, que
demostró la viabilidad de explotación minera en la zona de influencia del Nevado del Ruiz.