Hormigón de alta densidad con escoria de cobre para atenuar la radiación ionizante

  • Carlos Magno Chavarry Vallejos Universidad Nacional Federico Villarreal, Lima, Perú
  • Liliana Janet Chavarría Reyes Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Lima
  • Xavier Antonio Laos Laura Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Lima
  • Andrés Avelino Valencia Gutiérrez Universidad Nacional Federico Villarreal, Lima
  • Josué Giordán Baldoceda Pérez Universidad Ricardo Palma, Lima
  • Daniel Enrique Vega Romero Universidad Ricardo Palma, Lima
Palabras clave: Diseño de hormigón, escoria de cobre, densidad del hormigón, resistencia del hormigón

Resumen

Se estudia el hormigón de alta densidad reforzado con escoria de cobre como parte del agregado fino para mejorar sus propiedades mecánicas y obtener barreras protectoras para atenuar las radiaciones ionizantes hasta niveles aceptables, así como una mezcla con mayor trabajabilidad y homogeneidad. El método empleado fue el deductivo con orientación aplicada y enfoque cuantitativo. El instrumento de recolección de datos fue retrolectivo, descriptivo, correlacional y explicativo. El diseño fue el experimental, longitudinal, prospectivo y el estudio de cohorte (causa-efecto). Se diseña un hormigón con patrón de resistencia f 'c=210 kg/cm2, con 5 tipos de mezclas adicionales para ser comparados con la mezcla patrón, con diferentes porcentajes de la escoria de cobre (15%, 30% ,50%,80% y 100%) como sustitución parcial del agregado fino. La muestra conformada por 144 probetas con medidas 20cmx10cm, para los ensayos de resistencia a la compresión y tracción a edades son de 3, 7, 14 y 28 días. También se elaboró 18 placas con medidas de 20cmx20cm de espesores variables (1.5 cm, 2 cm, 2.5 cm), para realizar los ensayos de radiación directa-dosimetría exponiéndolos a una intensidad constante de Rayos X. El estudio determinó que a medida que se aumenta la dosificación del porcentaje de escoria de cobre aumenta la densidad del hormigón; la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción se incrementan hasta la incorporación de un 30% de escoria de cobre, después de ese porcentaje las resistencias disminuyen gradualmente. En la atenuación de las radiaciones ionizantes se observó que a mayor porcentaje de escoria de cobre mejoran las barreras protectoras brindando una mayor protección radiológica. El estudio determinó que la propuesta del diseño óptimo consiste en la dosificación de 50% de escoria de cobre y 50% de agregado fino, con un espesor de losa de 2.5 cm, grado de homogeneidad de 2.51%, porcentaje de atenuación de radiación ionizante 93.28%, densidad 2699.27 kg/m3, resistencia a la comprensión 376.70 kg/cm2 y a la tracción de 30.13 kg/m3.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

Alayón Y. y Álvarez E. (2008). Caracterización de mezclas de hormigón pesado elaboradas con mineral de hierro como agregado fino. (Tesis de pregrado). Universidad Central de Venezuela, Caracas.

Álvarez, L. (2010) Evaluación de la escoria de ferroníquel como agregado fino para hormigón. (Tesis de pregrado). Universidad San Carlos de Guatemala, Guatemala.

Amaya, C. (2013). Operación de convertidores peirce smith y hornos de limpieza de escorias en la fundición de Ilo - Southern Perú, para optar el título profesional de ingeniero metalurgista y de materiales. Universidad Nacional del Centro del Perú- facultad de Ingeniería Metalúrgica y de materiales Huancayo- Perú.

Calderón, E. (2019). “Determinación de parámetros característicos del haz de rayos x en radiodiagnóstico”, Implementación calidad RQR3. Momento, Jun 2019, no.58, p.89-102. ISSN 0121-4470.

Cendoya, P. (2009). “Efecto en la resistencia de las escorias de fundición de cobre como agregado fino en el comportamiento resistente del hormigón/ effect of smelting copper slag as fine aggregate on the resistant behavior of concrete”, Ingeniare: Revista Chilena De Ingeniería, 17(1), 85-94.

EHE-08 (2008). Instrucción de hormigón estructural - Propiedades tecnológicas de los materiales. Real Decreto 1247/2008, de 18 de julio. Catálogo general de publicaciones oficiales: http://www.fomento.es/. Ministerio de fomento.

Gonzales, J. (2010). Atenuación de los rayos x para diagnóstico empleando placas de hormigón normal y pesado con Baritina. (Tesis de pregrado). Universidad Nacional de Ingeniería, Lima.

Guo, Z., Zhu, D., Pan, J., Wu, T., y Zhang, F. (2016). “Improving beneficiation of copper and iron from copper slag by modifying the molten copper slag”, Metals, 6(4), 86.

Kiran, Z. y Autade, P. (2016). Effect of copper slag as a fine aggregate on properties of concrete. (Artículo) International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). Tamilnadu, India.

Mavroulidou, M. (2017). “Mechanical properties and durability of concrete with water cooled copper slag aggregate”, Waste and Biomass Valorization, 8 (5), 1841- 1854.

Miñano, A. y Patiño, A. (2015). Elaboración de agregados con barita para el diseño de hormigóns de alta densidad que atenúen los rayos ionizantes. (Tesis pregrado). Universidad San Martin de Porres, Lima.

Murari, K., Siddique, R., y Jain, K. (2015). “Use of waste copper slag, a sustainable material”, The Journal of Material Cycles and Waste Management, 17(1), 13- 26.

Pérez, S. (2004). Hormigón Pesado en Base a Trozos de Acero Redondo. (Tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia.

Revuelta, D., Carballosa, P. y García-Calvo, J. L. (2015). Eficacia de los criterios de identificación del hormigón en la normativa europea (EN 206) y la reglamentación española (EHE-08). Informes de la Construcción, 67(540): e126.

Shen, Z., Zhang, Q., Cheng, W. y Chen, Q. (2019). “Radioactivity of five typical general industrial solid wastes and its influence in solid waste recycling. Minerals, 9(3), smelting copper slag as fine aggregate on the resistant behavior of concrete”, Ingeniare: Revista Chilena De Ingeniería, 17(1), 85-94.
Publicado
2020-02-28
Cómo citar
Chavarry Vallejos, C., Chavarría Reyes, L., Laos Laura, X., Valencia Gutiérrez, A., Baldoceda Pérez, J., & Vega Romero, D. (2020). Hormigón de alta densidad con escoria de cobre para atenuar la radiación ionizante. Pro Sciences, 4(31), 42-55. https://doi.org/10.29018/issn.2588-1000vol4iss31.2020pp42-55
Sección
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

Artículos más leídos del mismo autor/a