Valoració de la utilització de cendres de llots d'aigües residuals com a addició en formigons en massa. Estudi de les propietats mecàniques

Abstract

Avui dia a Espanya, el destí més habitual dels llots de depuradora és per a usos agrícoles, al voltant d'un 54%, mentre que un 22% es disposa en abocador i un 7% s’incinera. L’alt contingut de metalls pesats i altres compostos contaminants presents limiten el seu ús en l’agricultura, augmentant així la quantitat de residu a l’abocador. Per aquest motiu, és de creixent importància la necessitat de desenvolupament de noves solucions tecnològiques que permetin donar sortida a aquest residu.

Una d’aquestes sortides per a aquest residu pot ser la seva incineració i, posterior utilització com a matèria primera per a la fabricació de clínquer de Portland o com a substitut de ciment depenent de les seves propietats putzolàniques. Actualment, l’Agència Catalana de l’Aigua ha fet un estudi de minimització del residu, el llot sec, per la via de la incineració. Un cop obtingudes les cendres de llot, cal buscar nous camps d’aplicació i una de les possibles és com a addició en el formigó en massa. Aquí a Catalunya encara no se’n produeixen i, per tant, la cendra de llot amb la què s'ha fonamentat aquesta tesina prové de Bilbao.

És precisament objectiu d'aquesta tesina el d'investigar l’aplicabilitat de la cendra de llot en substitució del ciment o de la sorra en els morters i formigons. Per això ha estat determinant la seva capacitat de complir certs requeriments d’estabilitat i característiques mecàniques. Per tal de poder comparar l'èxit de l'aplicabilitat s'han fabricat pastes, morters i formigons amb diferents percentatges de cendra i s'han comparat amb les dosificacions de referència (0% d'addició de cendra de llot).

En les pastes es va observar que a mesura que s'augmentava la substitució de cendra de llot per ciment l'aigua requerida per obtenir pastes de consistències normals augmentava, així com el temps d'inici i final de presa . Més endavant, es va estudiar l'efecte de les cendres en els morters. Per això es van dissenyar dues campanyes, una substituint sorra per cendra emprant CEM II/A-L 42,5R primer variant i després mantenint constant la relació a/c, i l'altre emprant CEM I 52,5R però substituint en aquest cas ciment per cendra molturada i no molturada. A la primera d'elles, la resistència a compressió obtinguda a 28 i 90 dies és força similar entre les dosificacions amb cendra i la de referència, mentre que a la segona, l'absència progressiva de ciment la fa disminuir. Aquest decreixement s'accentua més si la cendra no ha estat molturada.

Finalment, es vas passar a l'estudi de la interacció de la cendra al formigó. Per això es van seguir les campanyes anteriors però en aquest cas només amb la molturació de la cendra (emprant CEM I 52,5R) i mantenint la relació a/c constant (emprant CEM II 42,5R). En el cas de substituir ciment per cendra, la resistència a compressió disminueix amb l'addició de cendra, mentre que substituint sorra per cendra aquesta augmenta. Aquest fet, comparant-lo amb d'altres estudis realitzats arreu del món, ens permeten deduir certa activitat putzolànica de la cendra. En el cas de la resistència a la tracció indirecta no s'han observat canvis significatius en ambdues de les campanyes.