Estudio de arcillas excavadas con caolinita y dickita como materiales puzolánicos

En el presente estudio, diferentes muestras de arcillas excavadas fueron activadas térmicamente a 550 °C y 650 °C, estas arcillas con bajo contenido de caolinita y presencia de dickita tienen una explotación industrial limitada, pero se encuentran ampliamente disponibles en países en desarrollo y tienen el potencial para su uso como material puzolánico. Los efectos sobre la fijación de hidróxido de calcio y la resistencia a la compresión fueron evaluados en pastas de cal y morteros mezclados con arcillas excavadas calcinadas. Los resultados experimentales y la modelación estadística usando un análisis de regresión múltiple mostraron que la resistencia a la compresión a los 28 días se incrementa un 5% cuando los contenidos de caolinita y dickita se incrementan hasta un 20% y un 40% respectivamente, en una arcilla con ASE de 4000 cm2 /g calcinada a 550 °C. Igualmente, cuando se incrementa el ASE hasta 6000 cm2/g y la temperatura de calcinación hasta 650 °C, la resistencia a la compresión se incrementa 10% and 15%, respectivamente.In the present study, samples of excavated waste clays were thermally activated at 550 °C and 650 °C, these clays with low kaolinite content and presence of dickite have a limited industrial exploitation but are widely availability in developing countries and have the potential to use as pozzolanic material. The effects on the calcium hydroxide fixation and the compressive strength were evaluated in lime pastes and mortars blended with calcined excavated clays. The experimental results and statistical modelling using multiple regression analysis showed that the compressive strength at 28 days increased 5%, when the kaolinite increased up to 20% and dickite up to 40%, for a clay with SSA of 4000 cm2 /g and calcined at 550 °C. Also, by increasing SSA up to 6000 cm2 /g and calcination temperature up to 650 °C, the compressive strength increased 10% and 15%, respectively.Fil: Yanguatin, Hernan. Universidad Nacional de Colombia; ColombiaFil: Tironi, Alejandra. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Tobón, Jorge I.. Universidad Nacional de Colombia; Colombi

Estudio general del método de síntesis de pirólisis de aerosol en llama

Pirólisis de aerosol en llama (FSP), es una de las metodologías más prometedoras en la producción de nanopartículas a gran escala, dado su potencial de escalamiento y producción en continuo. Este artículo aborda los fenómenos químicos y físicos ocurridos durante el proceso, desde la preparación de la solución de precursores, los procesos de transformación en la llama y la formación de nanopartículas, los cuales permiten explicar las propiedades de los productos de reacción. Finalmente, se presenta el equipo de síntesis, sus componentes y la importancia del diseño del equipo sobre las propiedades de los materiales.Palabras clave: Pirólisis de aerosol en llama, pirólisis por pulverización de llama, pirólisis por rociado de llama, Síntesis alternativa, aerosol.

Performance of white portland cement matrixes blended with nanosilica and limestone for architectural applications

Permission is granted by ICE Publishing to print one copy for personal use. Any other use of these PDF files is subject to reprint feesʺPermission is granted by ICE Publishing to print one copy for personal use. Any other use of these PDF files is subject to reprint fees.”This research evaluates the combination of nanosilica particles and ground limestone as mineral additions for white Portland cement (WPC) matrixes, envisioning architectural applications where the whiteness of the final product is a key feature. The WPC pastes and mortars were fabricated with additions of nanosilica and substitutions of cement by limestone. An experimental campaign was carried out to study the effect of the combination of nanoparticles and mineral additions over the hydration process, whiteness and mechanical performance of the WPC matrices. It was found that nanosilica in combination with limestone is an excellent option as a mineral addition for WPC, since it can improve its properties in the fresh and hardened states without altering the colour of the final product.Tobón, JI.; Mendoza, OA.; Paya Bernabeu, JJ. (2016). Performance of white portland cement matrixes blended with nanosilica and limestone for architectural applications. Advances in Cement Research. 28:606-615. doi:10.1680/jadcr.16.00015S6066152

Mineralogical evolution of cement pastes at early ages based on thermogravimetric analysis (TGA)

[EN] Ordinary thermogravimetric analysis (TG) and high-resolution TG tests were carried out on three different Portland cement pastes to study the phases present during the first day of hydration. Tests were run at 1, 6, 12 and 24 h of hydration, in order to determine the phases at these ages. High-resolution TG tests were used to separate decompositions presented in the 100¿200 C interval. The non-evaporable water determined by TG was used to determine hydration degree for the different ages. The effect of particle size distribution (PSD) on mineralogical evolution was established, as well as the addition of calcite as mineralogical filler. Finer PSD and calcite addition accelerate the hydration process, increasing the hydration degree on the first day of eaction between water and cement. According to high-resolution TG results, it was demonstrated that ettringite was the only decomposed phase in the 100¿200 C interval during the first 6 h of hydration for all studied cements. C-S-H phase starts to appear in all cements after 12 h of hydration.Funding was provided by Colciencias (Grant No. Convocatoria 567-2012).Gaviria, X.; Borrachero Rosado, MV.; Paya Bernabeu, JJ.; Monzó Balbuena, JM.; Tobón, J. (2018). Mineralogical evolution of cement pastes at early ages based on thermogravimetric analysis (TGA). Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 132(1):39-46. https://doi.org/10.1007/s10973-017-6905-0S39461321Benboudjema F, Meftah JM, Torernti F. Interaction between drying, shrinkage, creep and cracking phenomena in concrete. Eng Struct. 2005;27:239–50.Holt E. Contribution of mixture design to chemical and autogenous shrinkage of concrete at early ages. Cem Concr Res. 2005;35:464–72.Darquennes A, Staquet S, Delplancke-Ogletree MP, Espion B. Effect of autogenous deformation on the cracking risk of slag cement concretes. Cem Concr Compos. 2011;33:368–79.Slowik V, Schmidt M, Fritzsch R. Capillary pressure in fresh cement-based materials and identification of the air entry value. Cem Concr Compos. 2008;30(7):557–65.Evju C, Hansen S. Expansive properties of ettringite in a mixture of calcium aluminate cement, Portland cement and ß-calcium sulfate hemihydrates. Cem Concr Res. 2001;31:257–61.Bentz DP, Jensen OM, Hansen KK. Olesen, Stang, H. Haecker, C.J. Influence of cement particle-size distribution on early age autogenous strain and stresses in cement-based materials. J Am Ceram Soc. 2001;84(1):129–35.Barcelo L, Moranville M, Clavaud B. Autogenous shrinkage of concrete: a balance between autogenous swelling and self-desiccation. Cem Concr Res. 2005;35(1):177–83.Bouasker M, Mounanga P, Turcry P, Loukili A, Khelidj A. Chemical shrinkage of cement pastes and mortars at very early age: effect of limestone filler and granular inclusions. Cem Concr Compos. 2008;30(1):13–22.Bentz DP. A review of early-age properties of cement-based materials. 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X-ray diffraction, cements and environment, three worlds in one

This keynote lecture will be focused on the strategies for reducing CO2 emissions in the cement production. Concretely, the production of ecocements with optimised formulations that yield reductions in CO2 emissions of up to 25%, when compared to OPC production. Phase assemblage has to be carefully optimised to be competitive and these new ecocements should develop compressive strengths of at least 50 MPa at 28 days of hydration. Optimised compositions of several ecocements will be discussed, but all of them are ye'elimite or calcium sulphoaluminate containing ones: belite-ye'elimite-ferrite (BYF), belite-alite-ye'elimite (BAY) and ye'elimite rich ones (CSA). The clinkering temperature of BYF and BAY has to be established to obtain the targeted phase assemblages. Moreover, the stabilisation of alpha-forms of belite is needed to develop high mechanical strengths at early ages. The benefits of the use of waste materials (such as fly ash or slag) as additions to ecocements are three-fold: lower CO2 emissions due to clinker replacement; valorisation of “useless” products that need a lot of landscape and the consequent efficient consumption of raw materials; and to enhance mechanical properties of the corresponding mortars. The design of appropriate CSA, BYF and BAY mortars, with the final aim of knowing and controlling the hydration mechanisms, will be presented. Particularly, the role of i) type and amount of set regulator (gypsum, anhydrite, etc.), ii) water/cement ratio (w/c); iii) superplasticiser; and iv) pozzolanic additions will be discussed. The role of these parameters in the microstructure and hydraulic behaviour has been investigated through traditional techniques as well as advanced synchrotron characterisation. The formers include laboratory/synchrotron X-ray powder diffraction combined with Rietveld methodology (to obtain phase assemblage), electron microscopy techniques for paste microstructure determination, rheological studies (to control the effect of the different additives, w/c ratio and setting time retarders) and mechanical tests (setting times, compressive strengths and dimensional stability). The latters comprise a group of techniques available at synchrotrons such as: i) high temperature x-ray diffraction for clinkering studies and ii) total scattering data to be analysed by pair distribution function, PDF.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. PhD D. Londono-Zuluaga thanks Colciencias and Enlaza Mundos program PhD grant. Spanish MINECO (BIA2014-57658-C2-2-R, which is co-funded by FEDER, BIA2014-57658-C2-1-R and I3 (IEDI-2016-0079) grants) are acknowledged

Conceptos y herramientas para transitar hacia la sostenibilidad : avances a 2020

En este contexto institucional, desde las líneas de investigación de sostenibilidad en paisajes urbano-rurales, gestión ambiental sectorial y conflictos socioecológicos, los autores de esta publicación se plantearon el reto de generar una serie de documentos denominada “Conceptos y herramientas para transitar hacia la sostenibilidad” que recoja el conocimiento y la experiencia del Instituto entorno a los cambios transformacionales necesarios a nivel nacional para lograr el establecimiento de unos sistemas socioecológicos sostenibles en el país. En el caso de este primer documento de la serie, se busca recoger los avances conceptuales y las herramientas generadas por el Instituto hasta 2020 para apalancar TSS planteadas.Bogotá D.C

ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE ALGUNAS MATERIAS PRIMAS MINERALES NACIONALES E IMPORTADAS UTILIZADAS EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO

En este trabajo se presentan los resultados de la comparación de la composición química y mineralógica de materias primas minerales nacionales e importadas, como son la fluorita, el yeso y la bauxita para el caso de la industria cementera. Se encontró que en general los materiales colombianos estaban más contaminados desde el punto de vista mineralógico, pero que químicamente son de mejor calidad que los productos importados. Esto permite afirmar que si se establecen metodologías de beneficio de estos productos en el país se tendrían materias primas muy competitivas a nivel internacional y se podrían sustituir algunas importaciones

ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE ALGUNAS MATERIAS PRIMAS MINERALES NACIONALES E IMPORTADAS UTILIZADAS EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO

En este trabajo se presentan los resultados de la comparación de la composición química y mineralógica de materias primas minerales nacionales e importadas, como son la fluorita, el yeso y la bauxita para el caso de la industria cementera. Se encontró que en general los materiales colombianos estaban más contaminados desde el punto de vista mineralógico, pero que químicamente son de mejor calidad que los productos importados. Esto permite afirmar que si se establecen metodologías de beneficio de estos productos en el país se tendrían materias primas muy competitivas a nivel internacional y se podrían sustituir algunas importaciones

Tratamiento térmico de un residuo del lavado del carbón colombiano: efecto sobre la actividad puzolánica y resistencia a la compresión

Resumen del póster presentado a las I Jornadas de Jóvenes Científicos en Materiales de Construcción, celebradas en la Universidad Carlos III de Madrid del 18 al 19 de junio de 2018.Con el propósito de reducir la emisión de CO2 en la producción de cemento, incrementar el aprovechamiento de residuos y generar materias primas alternativas con mayor disponibilidad y potencial de uso, se han venido estudiando nuevos materiales capaces de desarrollar propiedades cementicias, especialmente residuos industriales, que permiten disminuir el consumo de clínker en el cemento. Adicionalmente, se conoce que la minería del carbón genera gran cantidad de residuos o estériles, tanto en la explotación como en el beneficio del mismo. Por tanto, en este trabajo se estudia la activación térmica a diferentes tiempos y temperaturas, de un residuo colombiano generado específicamente del proceso de lavado del carbón, que permita su incorporación en el cemento. Se evalúa su potencial puzolánico y su efecto sobre la resistencia a la compresión de morteros con varios porcentajes de sustitución. La caracterización físico-química y mineralógica del material en estado natural y calcinado, se llevó a cabo mediante granulometría por hidrómetro, FRX, DRX, ATG/ATD y análisis próximos del carbón. La actividad puzolánica se evaluó tanto por el método directo del índice de actividad resistente como por el método químico acelerado basado en disolución saturada de cal y el ensayo de Frattini. El residuo está compuestos en su mayoría por SiO2, Al2O3, SO3 y Fe2O3, y sus minerales principales son cuarzo, caolinita e illita. Se encontró una buena actividad puzolánica después de un proceso de activación térmica entre 650 y 800°C durante 2 horas. Una sustitución hasta del 20% en matriz de cemento permite un desempeño mecánico adecuado.A la Universidad Nacional de Colombia por la financiación de la estancia de investigación internacional y al Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción por permitir el desarrollo experimental del proyecto en sus instalaciones.Peer reviewe