Compósito de cemento Mecano-Activado para elaboración de concreto resistente a la norma UL-752 (Nivel X)

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo de investigación se diseñaron mezclas de cemento Portland compuesto CPC mecano-activado por molienda mecánica de alta energía (high energy milling HEM) con otros ingredientes, tales como: cemento CPC ordinario, arena(s) fina(s), fibras, y aditivos poliméricos, entre otros compuestos para preparar muros compósitos de alto desempeño, capaces de arrestar varios calibres hasta el tipo 50 (típicamente cargado en rifle Barret). El trabajo se enfocó en establecer la optimización de los parámetros de molienda y/o mecano-activación (HEM) del cemento ordinario, así como en la relación de mezclado CPC mecano-activado/CPC ordinario, agua/mezcla de cemento y cemento/aditivo(s). Derivado de la caracterización microestructural realizada por rayos-X del CPC sometido a mecano-activación (HEM hasta 7h) se observó que a medida que se refina el tamaño de partícula del cemento y paralelamente se incrementan tanto el área superficial (Blaine) como su reactividad química, la tendencia a la amorfización del CPC se incrementa, tan sólo al contacto con la humedad del aire. La reactividad química del cemento CPC mecano-activado se deduce del análisis isotérmico realizado, que revela las curvas de hidratación correspondientes. Siguiendo las normas mexicanas y americanas para pruebas balísticas, que implican la aprobación del muro de concreto con fines de resitencia balística, siempre y cuando éste resista un sólo impacto con el calibre 50 del Barret, se logró desarrollar muros compósitos (de 40 x 40 x 15 cm) con cemento mecano-activado cuyo desempeño resistió hasta seis impactos antes de fallar totalmente. Lo anterior abre un panorama de gran interés comercial, en materia de construcción de edificaciones como barricadas, retenes, edificaciones de alta seguridad como embajadas, consulados, etc., para seguridad ante ataques balísticos. ABSTRACT: In the present work, mixtures of Portland cement composite CPC mecano-activated by high energy milling HEM were designed with other ingredients, such as: ordinary CPC cement, fine sand (s), fibers, and polymer additives, among other compounds to prepare high-performance composite walls capable of arresting various calibers up to type 50 (typically loaded on Barret rifle). The work focused on the optimization of grinding and / or mechano-activation parameters (HEM) of ordinary cement, as well as on the mixing ratio CPC mechano-activated / ordinary CPC, water / cement mixture and cement / additive (S). It was observed that as the cement particle size is refined and the surface area (Blaine) as well as its reactivity are increased in parallel with the microstructural characterization performed by X-ray of the CPC subjected to mecano-activation (HEM up to 7h) Chemistry, the tendency to cushion the CPC increases, only on contact with the humidity of the air. The chemical reactivity of the mechanically-activated CPC cement is deduced from the isothermal analysis performed, which reveals the corresponding hydration curves. Following the Mexican and American standards for ballistic tests, which imply the approval of the concrete wall for ballistic resistance purposes, as long as it resists a single impact with the Barret 50 caliber, it was possible to develop composite walls (40 x 40 x 15 cm) with mechano-activated cement whose performance withstand up to six impacts before completely failing. This opens a panorama of great commercial interest in the construction of buildings such as barricades, checkpoints, high security buildings such as embassies, consulates, etc., for security against ballistic attacks.