Comportamiento del módulo dinámico y fatiga en mezclas asfálticas con escoria de horno al oxígeno
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Ochoa Díaz, R. (2022). Comportamiento del módulo dinámico y fatiga en mezclas asfálticas con escoria de horno al oxígeno. Respuestas, 26(1), 89–102. https://doi.org/10.22463/0122820X.2698
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Resumen
La escoria de horno al oxigeno (BOF) se produce durante la transformación del arrabio, proveniente del alto horno, en acero durante el proceso siderúrgico integrado. Este residuo ha generado problemas ambientales debido a la acumulación y no disposición adecuada. Por lo anterior, este estudio tiene como objeto analizar el uso comportamiento del módulo dinámico y la fatiga en mezclas asfálticas con sustitución parcial (50%) y total (100%) del agregado grueso por BOF; los resultados se compararon con el comportamiento de una mezcla elaborada con agregados convencionales. Para alcanzar el objetivo se determinaron las propiedades químicas y físicas de BOF, el contenido óptimo de cemento asfáltico se determinó con la metodología Ramcodes y se realizaron ensayos para evaluar las características físicas, el módulo dinámico y la fatiga de cada tipo de mezcla. Los resultados de este estudio muestran una mejora en el comportamiento a fatiga y una leve disminución en el módulo dinámico en las mezclas con BOF. Lo cual nos permite deducir que es factible el uso de este residuo y así contribuir al desarrollo sostenible y la protección del medio ambiente
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[1] N. C. C. Lobato, E. A. Villegas, and M. B. Mansur, “Management of solid wastes from steelmaking and galvanizing processes: A brief review,” Resour. Conserv. Recycl., vol. 102, pp. 49–57, 2015, doi: 10.1016/j.resconrec.2015.05.025.
[2] M. Omran and T. Fabritius, “Effect of steelmaking dust characteristics on suitable recycling process determining: Ferrochrome converter (CRC) and electric arc furnace (EAF) dusts,” Powder Technol., vol. 308, pp. 47–60, 2017, doi: 10.1016/j.powtec.2016.11.049.
[3] C. Kambole, P. Paige-Green, W. K. Kupolati, J. M. Ndambuki, and A. O. Adeboje, “Basic oxygen furnace slag for road pavements: A review of material characteristics and performance for effective utilisation in southern Africa,” Constr. Build. Mater., vol. 148, pp. 618–631, 2017, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.05.036.
[4] J. Xie et al., “Material characterization and performance evaluation of asphalt mixture Incorporating basic oxygen furnace slag (BOF) sludge,” Constr. Build. Mater., vol. 147, pp. 362–370, 2017, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.04.131.
[5] O. González, “Producción residuos en Acerías Paz del Río S.A.,” in Entrevista, 2018.
[6] ASTM, “Section 04-Construction: Volume 04.02 Concrete and Aggregates. West Conshohocken, Pa,” 2005.
[7] ASTM, “Section 04-Construction: Volume 04.03 Road and Paving Materials. West Conshohocken. Pa,” 2005.
[8] Instituto Nacional de Vías INVIAS, “Normas para ensayos de materiales para carreteras,” Bogotá, 2013.
[9] F. Sánchez, P. Garnica, J. Gómez, and N. Pérez, “Ramcodes: Metodología racional para el análisis de densificación de geomateriales compactados.,” Sanfandila, Querétaro, 2002. [Online]. Available: https://imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt200.pdf.
[10] INVIAS, “Especificaciones generales de construcción de carreteras,” Bogotá, 2013. [Online]. Available: www.invias.gov.co.
[11] INVIAS, “Artículo 450-13 Mezclas asfálticas en caliente de gradación continua,” Bogotá, 2013.
[12] F. J. Sánchez-Leal, P. G. Anguas, M. Larreal, and D. B. L. Valdés, “Polyvoids : Analytical Tool for Superpave HMA Design,” J. Mater. Civ. Eng., vol. 23, no. 8, pp. 1129–1137, 2011, doi: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000275.
[13] R. Ochoa and G. Grimaldo, “Validation of the polyvoids in the design of bituminous mixtures with coal tar as a binder,” Rev. Ing. Construcción, vol. 33, pp. 137–146, 2018, [Online]. Available: http://www.ricuc.cl/index.php/ric/article/view/827/pdf.
[14] A. E. de N. y certificación AENOR, “Mezclas bituminosas. Métodos de ensayo para mezclas bituminosas en caliente. Parte 26: Rigidez,” madrid, UNE-EN 12697-26, 2012. [Online]. Available: www.awenor.es.
[15] R. L. Lytton, Y. Zhang, X. Luo, and R. Luo, The fatigue cracking of asphalt mixtures in tension and compression. Elsevier Ltd., 2015.
[16] A. R. Pasandín and I. Pérez, “Fatigue performance of bituminous mixtures made with recycled concrete aggregates and waste tire rubber,” Constr. Build. Mater., vol. 157, pp. 26–33, 2017, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.09.090.
[17] D. H. Shen, C. M. Wu, and J. C. Du, “Laboratory investigation of basic oxygen furnace slag for substitution of aggregate in porous asphalt mixture,” Constr. Build. Mater., vol. 23, no. 1, pp. 453–461, 2009, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2007.11.001.
[18] J. Xie, S. Wu, J. Lin, J. Cai, Z. Chen, and W. Wei, “Recycling of basic oxygen furnace slag in asphalt mixture: Material characterization & moisture damage investigation,” Constr. Build. Mater., vol. 36, pp. 467–474, 2012, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2012.06.023.
[19] B. Das, S. Prakash, P. S. R. Reddy, and V. N. Misra, “An overview of utilization of slag and sludge from steel industries,” Resour. Conserv. Recycl., vol. 50, no. 1, pp. 40–57, 2007, doi: 10.1016/j.resconrec.2006.05.008.
[20] P. Y. Mahieux, J. E. Aubert, and G. Escadeillas, “Utilization of weathered basic oxygen furnace slag in the production of hydraulic road binders,” Constr. Build. Mater., vol. 23, no. 2, pp. 742–747, 2009, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2008.02.015.
[21] J. Waligora, D. Bulteel, P. Degrugilliers, D. Damidot, J. L. Potdevin, and M. Measson, “Chemical and mineralogical characterizations of LD converter steel slags: A multi-analytical techniques approach,” Mater. Charact., vol. 61, no. 1, pp. 39–48, 2010, doi: 10.1016/j.matchar.2009.10.004.
[22] H. Y. Poh, G. S. Ghataora, and N. Ghazireh, “Soil Stabilization Using Basic Oxygen Steel Slag Fines,” no. April, pp. 229–240, 2006.
[23] L. M. Juckes, “The volume stability of modern steelmaking slags,” vol. 9553, no. January, 2017, doi: 10.1179/03719550322500370.
[24] F. J. Sánchez-Leal, “Diseño acelerado de Mezclas Asfálticas con el Polígono de Vacíos. Metodología Ramcodes,” in Curso, 2018.
[25] F. Elizondo, G. Badilla, and Á. Ulloa, “Predicción de módulos resilientes en mezclas asfálticas mediante el modelo de Witczak,” Rev. Infraestruct. Vial, no. 19, pp. 40–50, 2008.
[26] S. Amelian, M. Manian, S. M. Abtahi, and A. Goli, “Moisture sensitivity and mechanical performance assessment of warm mix asphalt containing by-product steel slag,” J. Clean. Prod., vol. 176, pp. 329–337, 2018, doi: 10.1016/j.jclepro.2017.12.120.
[27] N. Li, A. A. A. Molenaar, M. F. C. Van De Ven, and S. Wu, “Characterization of fatigue performance of asphalt mixture using a new fatigue analysis approach,” Constr. Build. Mater., vol. 45, pp. 45–52, 2013, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.04.007.
[2] M. Omran and T. Fabritius, “Effect of steelmaking dust characteristics on suitable recycling process determining: Ferrochrome converter (CRC) and electric arc furnace (EAF) dusts,” Powder Technol., vol. 308, pp. 47–60, 2017, doi: 10.1016/j.powtec.2016.11.049.
[3] C. Kambole, P. Paige-Green, W. K. Kupolati, J. M. Ndambuki, and A. O. Adeboje, “Basic oxygen furnace slag for road pavements: A review of material characteristics and performance for effective utilisation in southern Africa,” Constr. Build. Mater., vol. 148, pp. 618–631, 2017, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.05.036.
[4] J. Xie et al., “Material characterization and performance evaluation of asphalt mixture Incorporating basic oxygen furnace slag (BOF) sludge,” Constr. Build. Mater., vol. 147, pp. 362–370, 2017, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.04.131.
[5] O. González, “Producción residuos en Acerías Paz del Río S.A.,” in Entrevista, 2018.
[6] ASTM, “Section 04-Construction: Volume 04.02 Concrete and Aggregates. West Conshohocken, Pa,” 2005.
[7] ASTM, “Section 04-Construction: Volume 04.03 Road and Paving Materials. West Conshohocken. Pa,” 2005.
[8] Instituto Nacional de Vías INVIAS, “Normas para ensayos de materiales para carreteras,” Bogotá, 2013.
[9] F. Sánchez, P. Garnica, J. Gómez, and N. Pérez, “Ramcodes: Metodología racional para el análisis de densificación de geomateriales compactados.,” Sanfandila, Querétaro, 2002. [Online]. Available: https://imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt200.pdf.
[10] INVIAS, “Especificaciones generales de construcción de carreteras,” Bogotá, 2013. [Online]. Available: www.invias.gov.co.
[11] INVIAS, “Artículo 450-13 Mezclas asfálticas en caliente de gradación continua,” Bogotá, 2013.
[12] F. J. Sánchez-Leal, P. G. Anguas, M. Larreal, and D. B. L. Valdés, “Polyvoids : Analytical Tool for Superpave HMA Design,” J. Mater. Civ. Eng., vol. 23, no. 8, pp. 1129–1137, 2011, doi: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000275.
[13] R. Ochoa and G. Grimaldo, “Validation of the polyvoids in the design of bituminous mixtures with coal tar as a binder,” Rev. Ing. Construcción, vol. 33, pp. 137–146, 2018, [Online]. Available: http://www.ricuc.cl/index.php/ric/article/view/827/pdf.
[14] A. E. de N. y certificación AENOR, “Mezclas bituminosas. Métodos de ensayo para mezclas bituminosas en caliente. Parte 26: Rigidez,” madrid, UNE-EN 12697-26, 2012. [Online]. Available: www.awenor.es.
[15] R. L. Lytton, Y. Zhang, X. Luo, and R. Luo, The fatigue cracking of asphalt mixtures in tension and compression. Elsevier Ltd., 2015.
[16] A. R. Pasandín and I. Pérez, “Fatigue performance of bituminous mixtures made with recycled concrete aggregates and waste tire rubber,” Constr. Build. Mater., vol. 157, pp. 26–33, 2017, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.09.090.
[17] D. H. Shen, C. M. Wu, and J. C. Du, “Laboratory investigation of basic oxygen furnace slag for substitution of aggregate in porous asphalt mixture,” Constr. Build. Mater., vol. 23, no. 1, pp. 453–461, 2009, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2007.11.001.
[18] J. Xie, S. Wu, J. Lin, J. Cai, Z. Chen, and W. Wei, “Recycling of basic oxygen furnace slag in asphalt mixture: Material characterization & moisture damage investigation,” Constr. Build. Mater., vol. 36, pp. 467–474, 2012, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2012.06.023.
[19] B. Das, S. Prakash, P. S. R. Reddy, and V. N. Misra, “An overview of utilization of slag and sludge from steel industries,” Resour. Conserv. Recycl., vol. 50, no. 1, pp. 40–57, 2007, doi: 10.1016/j.resconrec.2006.05.008.
[20] P. Y. Mahieux, J. E. Aubert, and G. Escadeillas, “Utilization of weathered basic oxygen furnace slag in the production of hydraulic road binders,” Constr. Build. Mater., vol. 23, no. 2, pp. 742–747, 2009, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2008.02.015.
[21] J. Waligora, D. Bulteel, P. Degrugilliers, D. Damidot, J. L. Potdevin, and M. Measson, “Chemical and mineralogical characterizations of LD converter steel slags: A multi-analytical techniques approach,” Mater. Charact., vol. 61, no. 1, pp. 39–48, 2010, doi: 10.1016/j.matchar.2009.10.004.
[22] H. Y. Poh, G. S. Ghataora, and N. Ghazireh, “Soil Stabilization Using Basic Oxygen Steel Slag Fines,” no. April, pp. 229–240, 2006.
[23] L. M. Juckes, “The volume stability of modern steelmaking slags,” vol. 9553, no. January, 2017, doi: 10.1179/03719550322500370.
[24] F. J. Sánchez-Leal, “Diseño acelerado de Mezclas Asfálticas con el Polígono de Vacíos. Metodología Ramcodes,” in Curso, 2018.
[25] F. Elizondo, G. Badilla, and Á. Ulloa, “Predicción de módulos resilientes en mezclas asfálticas mediante el modelo de Witczak,” Rev. Infraestruct. Vial, no. 19, pp. 40–50, 2008.
[26] S. Amelian, M. Manian, S. M. Abtahi, and A. Goli, “Moisture sensitivity and mechanical performance assessment of warm mix asphalt containing by-product steel slag,” J. Clean. Prod., vol. 176, pp. 329–337, 2018, doi: 10.1016/j.jclepro.2017.12.120.
[27] N. Li, A. A. A. Molenaar, M. F. C. Van De Ven, and S. Wu, “Characterization of fatigue performance of asphalt mixture using a new fatigue analysis approach,” Constr. Build. Mater., vol. 45, pp. 45–52, 2013, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.04.007.
