Residuos cerámicos para su posible uso como materia prima en la fabricación de clínker de cemento Portland: caracterización y activación alcalina

Abstract

[ES] La industria cementera mundial está buscando vías experimentales que permitan desarrollar cementos que precisen menor energía en su formación, degraden menos los entornos y emitan menos gases contaminantes a la atmósfera. Esta línea, en España y Europa, coincide plenamente con el concepto de sostenibilidad y alcanzar el cumplimiento del Protocolo de Kioto. El empleo de diferentes residuos y subproductos industriales como materiales alternativos en la fabricación de cemento se ha revelado como un medio muy efectivo para alcanzar, en gran parte, esa sostenibilidad. Estos materiales alternativos pueden ser incorporados en el proceso de fabricación de cemento, por la sustitución parcial de los combustibles convencionales y/o de las materias primas del crudo y por la incorporación de adiciones activas al cemento y/o clínker. En el presente trabajo se exponen los resultados preliminares obtenidos al estudiar la composición y activación alcalina de seis residuos cerámicos cocidos con vistas a su viabilidad de sustituir, parcialmente, algunas materias primas, utilizadas en la preparación de un crudo de cemento. Los resultados obtenidos han mostrado que los seis residuos tienen una composición química y mineralógica adecuada para su posible empleo como materia prima alternativa de un crudo de cemento Portland. No son ni tóxicos ni radioactivos. Como era de esperar estos residuos tienen capacidad puzolánica. A la edad de estudio (8 días) la activación alcalina de los residuos es baja. El contenido en fase amorfa y la naturaleza del activador no parecen ser factores que influyan en dicho proceso de activación. El estudio de caracterización realizado sobre las pastas activadas ha demostrado que las fases feldespáticas son las más susceptibles de disolución y reacción con las disoluciones alcalinas.

[EN] The world-wide cement industry is seeking experimental avenues that will lead to cement production that is less energy-intensive, less damaging to the surrounding environment and less prolific in GHG emissions. In Spain and Europe in general, this approach is wholly consistent with the concept of sustainability and compliance with the Kyoto Protocol. The use of different kinds of industrial waste and by-products as alternative materials in cement manufacture has proved to be a very effective way of contributing to such sustainability. These alternative materials may be incorporated during cement production by partial/y replacing conventional fuel and/or the raw materials ground into the raw mix, or by including active additions to the cement and/or clinker. The present paper discusses the preliminary results obtained in a study of the composition and alkali activation of six types of fired ceramic waste with a view to their viability as partial replacements for some of the prime materials used to prepare raw mix for Portland cement. The results show that the chemical and mineralogical composition of the six materials makes them apt for such possible use. They are neither toxic nor radioactive. And as might be expected this type of waste exhibits pozzolanic activity. Alkali activation of the waste, low at the age analyzed (8 days), does not appear to be affected by the vitreous phase content or the nature of the activator. The characterization study conducted on the activated paste shows that the feldspar phases are the ones most susceptible to dissolution and reaction with the alkaline solutions.