Permeation properties of Concrete Added with a Petrochemical Industry Waste

Abstract

The aim of this study is to evaluate the permeation properties of concrete added with a residue of a petrochemical industry located in Colombia, called catalytic cracking catalyst residue (FCC). Concrete samples with 10, 20 and 30 % of FCC incorporated as cement replacement were evaluated. As reference materials, concrete without addition and concrete added with 20 % of metakaolin (MK) were used. MK is a high performance pozzolan of chemical composition similar to the FCC. The properties studied, in addition to the compressive strength, were: water absorption by total immersion, porosity, surface absorption and capillary sorption. The results showed that the concrete added with FCC and MK had similar behavior, and were slightly higher than the control sample. The total absorption and porosity were below 5 % and 10 % respectively for all samples; this means that the incorporation of the addition reduces the permeability of concrete. In this sense, FCC is considered as a good alternative for producing more durable concrete, being the optimum percentage, 10 % cement replacement.Keywords: Fluid catalytic cracking, metakaolin, pozzolanic additions, blended concrete, permeation properties, durability. RESUMENEl objetivo de este estudio es evaluar las propiedades de permeación de concretos adicionados con un residuo de una industria petroquímica localizada en Colombia, llamado residuo de catalizador de craqueo catalítico (o FCC, por sus siglas en inglés). Se evaluaron concretos con 10, 20 y 30 % de FCC incorporado como reemplazo del cemento. Como materiales de referencia se utilizaron concreto sin adición y concreto adicionado con 20 % de metacaolin y una puzolana de alto desempeño que presenta composición química similar al FCC. Además de la resistencia a la compresión, las propiedades estudiadas fueron la absorción de agua por inmersión total, la porosidad, la absorción superficial y la absorción capilar. Los resultados mostraron que los concretos adicionados con FCC y MK tuvieron un comportamiento similar, y fueron ligeramente superiores a la muestra control. La absorción total y la porosidad estuvieron por debajo del 5 % y 10 %, respectivamente para todas las muestras, esto significa que la incorporación de la adición contribuye a una menor permeabilidad. En este sentido, el FCC se considera una buena alternativa para producir concretos durables. A su vez, se recomienda utilizar un porcentaje del 10 % como reemplazo del cemento.Palabras clave: Catalizador de craqueo catalítico, metacaolín, adiciones puzolánicas, concreto adicionado, propiedades de permeación, durabilidad.