Uso de un aditivo biológico para mejorar las propiedades físico-mecánicas y térmicas del hormigón

Abstract

RESUMEN : Se utilizó un aditivo biológico compuesto principalmente por bacterias calcificantes (T. ferroxidans, T. thioxidans, Desulfovibrio y Sulfolobus acidularios) en una mezcla de hormigón. El aditivo se sintetizó a partir de cepas nativas con un medio nutritivo (medio 9 K modificado), 2,5 ≤ pH ≤ 3,0 a temperatura ambiente en un bioreactor de 30 L. Con el fin de determinar la factibilidad técnica se prepararon cilindros de hormigón con 30, 60, y 100% de aditivo biológico para 2 edades (7 y 28 días.), se utilizaron mezclas 1:2,3:3 (para la relación cemento: arena: grava) y una relación agua: cemento de 0,56:1. La muestra sin aditivo biológico se usó como patrón. La resistencia aumentó 17,2 % para la muestra con 30% aditivo biológico (14,63 ± 2,11 MPa y 15,17 ± 0,85 MPa a los 7 y 28 días. respectivamente); el porcentaje y el diámetro de poros disminuyó en 39 y 46%, respectivamente para 30% de aditivo biológico (0,91% de poros y diámetro de poro de 144,7 µm); el coeficiente de conductividad térmica disminuyó en todas las muestras con aditivo biológico. La mejor dosificación fue la de 30% que disminuyó el coeficiente de conductividad térmica en un 50% (0,33W/m K). La probeta patrón fue desfavorable frente el ácido nítrico, presentando una mayor pérdida de peso promedio (0,464 ± 0,012 g), mientras que la pérdida de peso de la probeta con 30% de aditivo biológico fue 0,326 ± 0,028 g.

ABSTRACT : The effect of the addition of a biological ingredient composed primarily of calcific bacteria (T. ferroxidans, T. thioxidans, Desulfovibrio and Sulfolobus acidularios) on the properties of concrete is studied. The biological additive was synthesized based on native cultures in a nutritive medium (modified 9K medium), 2.5 ≤ pH ≤ 3.0, at room temperature in a 30 L bioreactor. Cylinders of concrete containing 30, 60, and 100% of the biological additive were prepared using different aging times (7 and 28 days) in order to determine the technical feasibility of the mixture. The mixture of concrete was prepared using a cement to sand to gravel ratio of 1:2,3:3 and a water to cement ratio of 0.56:1. The sample without biological additive was used as the reference. The main findings are: an increase of 17.2% in resistance was observed in the sample with 30% biological additive (14.63 ± 2.11 MPa and 15.17 ± 0.85 MPa at 7 and 28 days, respectively); the percentage of pores and their diameter decreased by 39% and 46%, respectively, in the sample with 30% biological additive (porosity: 0.91%, pore diameter: 144.7 µm); thermal conductivity decreased in all samples containing the biological additive (the best behavior was obtained in the sample with 30% biological which displayed a 50% reduction in thermal conductivity: 0.33W/m K); Durability to nitric acid indicates that weight lose was larger for the reference probe than for the sample with 30% additive, 0.464 ± 0.012 g and 0.326 ± 0.028 g, respectively.