Estudio comparativo de las propiedades físicas, químicas y mecánicas de morteros elaborados con caolín natural y activado

Resumen

En este trabajo se presentan los resultados de la sustitución parcial de cemento Portland (REF) por caolín de baja densidad (DIA), caolín de baja alúmina (CAO-BA) y caolín de alta alúmina (CAO-AA) para el ensayo en morteros en proporciones de 10, 25 y 40%. Para lograr dichos objetivos se prepararon las muestras y en una primera etapa, se realizaron análisis químicos y ensayos de puzolanicidad a 8 y 15 días con tal de poder ver si cumplen las propiedades puzolánicas. Por último, se realizaron ensayos de resistencia mecánica a compresión a las edades de 7, 28 y 90 días en probetas con las diferentes proporciones, tanto en forma natural, como activada. Los ensayos químicos fueron satisfactorios, mostrando valores óptimos de la sílice reactiva, algunas muestras, aunque no cumplieron los ensayos de puzolanicidad, tras su tratamiento térmico, lograron cumplirla y obtener unas propiedades puzolánicas. Los ensayos mostraron un aumento de las resistencias a compresión desde los 7 a los 90 días, la muestra DIA, tanto natural como activado, tiene un comportamiento que supera los valores del cemento de referencia para sustituciones del 10%, por otro lado, aunque las muestras de CAO-BA y CAO-AA no tengan propiedades puzolánicas, al activarse, logran cumplir los ensayos, y llegando a adquirir unas resistencias muy superiores a los de referencia, llegando a mejorarlas hasta en un 14,88%. Es por ello que las muestras de CAO-BA y CAO-AA podrán ser usadas para la fabricación de cementos con adición puzolánica tras un proceso de calcinación, logrando reducir costes energéticos en su producción, así como en la reducción de las emisiones de CO2, y aunque dichas muestras tengan mejores comportamientos a compresión, se deberá tener en cuenta la muestra de DIA-N, la cual, al no tener la necesidad de tener un proceso térmico, podría reducir aún más las emisiones de carbono y los costes energéticos, el cual se podrá hacer un estudio de viabilidad económico-financiera para saber qué muestra podría tener una mayor repercusión en la tesorería de la empresa, así como un estudio de la sostenibilidad de la producción.

Abstract

This paper presents the results of the partial substitution of Portland cement (REF) by low density kaolin (DIA), low alumina kaolin (CAO-BA) and high alumina kaolin (CAO-AA) for the mortar test. in proportions of 10, 25 and 40%. To achieve these objectives, the samples were prepared and in a first stage, chemical analyzes and pozzolanicity tests were carried out at 8 and 15 days in order to see if they meet the pozzolanic properties. Finally, tests of mechanical resistance to compression were carried out at the ages of 7, 28 and 90 days in specimens with the different proportions, both in natural and activated form. The chemical tests were satisfactory, showing optimal values of reactive silica. Some samples, although they did not meet the pozzolanicity tests, after their heat treatment, managed to meet it and obtain some pozzolanic properties. The tests showed an increase in compressive strength from 7 to 90 days, the DIA sample, both natural and activated, has a behavior that exceeds the values of the reference cement for 10% substitutions, on the other hand, although the CAO-BA and CAO-AA samples do not have pozzolanic properties, when activated, they manage to comply with the tests, and reaching resistances much higher than those of reference, improving them by up to 14.88%. That is why the CAO-BA and CAO-AA samples may be used for the manufacture of cements with pozzolanic addition after a calcination process, managing to reduce energy costs in their production, as well as reducing CO2 emissions, and although these samples have better compression behaviors, the DIA-N sample should be taken into account, which, by not having the need for a thermal process, could further reduce carbon emissions and energy costs, the which an economic-financial feasibility study can be carried out to find out which sample could have a greater impact on the company's treasury, as well as a study of the sustainability of production.