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

Abstract

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.