Pastas elaboradas con cal hidráulica y arcillas calcinadas: análisis de la captación de CO2 ambiental
DOI:
https://doi.org/10.24215/25456377e172Palabras clave:
Cal Hidráulica, Arcilla Caolinita Calcinada, Arcilla Illita Calcinada, Hidratación, Carbonatación, Dióxido de Carbono,Resumen
Durante el proceso de producción de cal hidráulica se liberan emisiones de CO2 a la atmósfera. Por otro lado, en el uso de dicho material como materia prima en pastas y morteros, a partir del contacto de portlandita (CH) y CO2 difundido a través de la estructura, ocurre la reacción de carbonatación bajo la acción del agua. El objetivo de este trabajo es evaluar cómo el reemplazo parcial de cal hidráulica (CalH) por arcillas calcinadas, de diferente reactividad puzolánica en pastas, afecta a la captación de CO2 ambiental. Como materias primas se utilizó CalH y dos tipos de arcillas calcinadas, caolinita calcinada (KC) con mayor actividad puzolánica e illita calcinada (IC) con actividad puzolánica más lenta. Las pastas se elaboraron por triplicado, incorporando de manera individual ambos tipos de arcillas calcinadas en diferentes porcentajes de reemplazo (0 - 50%). Para realizar un análisis comparativo, se prepararon dos grupos de muestras denominadas (i) e (ii), ambos grupos fueron almacenados en cámara húmeda por 28 días y luego de ese período, al grupo (i) se le frenó la hidratación con isopropanol y el grupo (ii) fue expuesto a carbonatación natural durante 1 mes. El seguimiento de la carbonatación en todos los casos fue realizado utilizando distintas técnicas: difracción de rayos X (DRX), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), ensayo termogravimétrico y perfil de carbonatación por fenolftaleína. Se concluye que el agregado de arcilla calcinada como reemplazo parcial de la cal hidráulica en pastas, afecta la captación de CO2 ambiental: si se utiliza IC aumenta la captación; mientras que cuando se utiliza KC, con mayor actividad puzolánica, esta afecta en forma negativa la captación de CO2 ambiental.Referencias
Antoni, M.; Roseen, J.; Martirena, F. & Scrivener, K. (2012) ?Cement substitution by a combination of metakaolin and limestone?, Cement and Concrete Research, 42, pp. 1579-1589.
Cordoba, G.P.; Zito, V.S.; Sposito, R.; Rahhal, V.F.; Tironi, A.; Thienel, Ch. & Irassar, E.F. (2020) ?Concretes with Calcined Clay and Calcined Shale: Workability, Mechanical, and Transport Properties?, Journal of Materials in Civil Engineering, American Society of Civil Engineers (ASCE), 32(8), 04020224.
Despotou, E.; Shtiza, A.; Schlegel, T. & Verhelst, F. (2016) ?Literature study on the rate and mechanism of carbonation of lime in mortars?, Mauerwerk, 20, pp. 124-137.
EuLA (European Lime Association) (2017) ?Innovation in the lime sector? [en línea]. Disponible en https://www.eula.eu/wp-content/uploads/2019/07/Innovation-in-the-Lime-Sector-.pdf
Fujita, S.; Suzuki, K.; Shibasaki, Y. & Mori, T. (2002) ?Synthesis of hydrogarnet from molten slag and its hydrogen chloride fixation performance at high temperature?, Journal of Material Cycles and Waste Management, 4, pp. 70-76.
Hartmann, A.; Khakhutov, M. & Buhl, J.-Ch. (2014) ?Hydrothermal synthesis of CSH-phases (tobermorite) under influence of Ca-formate?, Materials Research Bulletin, 51, pp. 389-396.
Hidalgo, A.; García, J.L.; Cruz Alonso, M.; Fernández, L. & Andrade, C. (2009) ?Microstructure development in mixes of calcium aluminate cement with silica fume or fly ash?, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 96, pp. 335-345.
Lanas, J.; Pérez Bernal, J.L.; Bello, MA. & Alvarez Galindo, J.I. (2004) ?Mechanical properties of natural hydraulic lime-based mortars?, Cement and Concrete Research, 34, pp. 2191-2201.
Matschei, T.; Lothenbach, B. & Glasser, F.P. (2007) ?The AFm phase in Portland cement?, Cement Concrete Research, 37, pp. 118-130.
Murat, M. (1983) ?Hydration reaction and hardening of calcined clays and related minerals. I. Preliminary investigation on metakaolinite?, Cement and Concrete Research, 13(2), pp. 259-266.
Shi, Z.B.; Lothenbach, B.; Geiker, M.R.; Kaufmann, J. & Leemann, A. (2016) ?Experimental studies and thermodynamic modeling of the carbonation of Portland cement, metakaolin and limestone mortars?, Cement and Concrete Research, 88, pp. 60-72.
Tironi, A.; Sposito, R.; Cordoba, G.P.; Zito, S.V.; Rahhal, V.F.; Thienel, Ch. & Irassar, E.F. (2022) ?Influence of different calcined clays to the water transport performance of concretes?, Magazine of Concrete Research, 74(14), pp. 702-714.
Tironi, A.; Trezza, M.A.; Scian, A.N.; & Irassar, E.F. (2012) ?Kaolinitic calcined clays: Factors affecting its performance as pozzolans?, Construction and Building Materials, 28, pp. 276-281.
Yanguatin, H.; Ramírez, J.H.; Tironi, A. & Tobón, J.I. (2019) ?Effect of thermal treatment on pozzolanic activity of excavated waste clays?, Construction and Building Materials, 211, pp. 814-823.
Zhang, D.; Zhao, J.; Wang, D.; Wang, Y. & Ma, X. (2020) ?Influence of pozzolanic materials on the properties of natural hydraulic lime based mortars?, Construction and Building Materials, 244, 118360.
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