Technical Evaluation of the Cementing Potential of Clays Obtained from Construction and Demolition Waste
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Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM)
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This paper aims to technically evaluate the cementing potential of clays obtained from Construction and Demolition Waste (CDW), as well as from ceramic brick, ceramic tile, and sanitary ware waste in terms of metakaolin, by partially replacing Portland cement with each of the materials recovered from CDW. First, CDWs were collected and subjected to primary and secondary crushing to reduce their size. Then, they were finely milled until a powder with a granulometry similar to that of Portland cement was obtained. When preparing the cementitious matrix, the cement was gradually replaced with the clays derived from CDW and metakaolin until mixtures with a better compression strength performance were obtained in accordance with Colombian Technical Standard 220 (abbreviated NTC 220 in Spanish). Afterward, standardized sand was added to the mixture to make concrete cylinders. Finally, the partial substitutions of Portland cement by clays as cementitious material were subjected to petrography tests and X-ray fluorescence and diffraction. During these tests, similar chemical substances, such as portlandite and calcite, were observed. These substances could become a potential cementing agent in ceramic tile and sanitary ware clays from CDW once the cementing phases of the materials used are identified. The results suggest that clays from CDW can be employed as fillers to improve the mechanical properties of concrete or as aggregates in mortars or plasters.
Esta investigación tiene como objetivo evaluar técnicamente el potencial cementante de arcillas provenientes de residuos de construcción y demolición (RCD), de ladrillo cerámico, baldosa cerámica y aparatos sanitarios en relación con el metacaolín, sustituyendo parcialmente el cemento Pórtland por cada uno de los materiales provenientes de los RCD. Inicialmente se obtuvieron los RCD y se sometieron a trituración primaria y secundaria con el fin de reducir su tamaño; luego a una trituración más fina hasta obtener un polvo con granulometría similar al del cemento tipo Pórtland. En la preparación de la matriz cementante, el cemento se sustituyó gradualmente por las arcillas provenientes de los RCD y del metacaolín, hasta encontrar mezclas con mejor desempeño mecánico al esfuerzo de compresión, lo anterior de acuerdo con la norma técnica colombiana NTC 220; posteriormente se le adicionó arena normalizada con el fin de preparar cilindros de concreto. Por último, utilizando las sustituciones parciales de arcillas por cemento Pórtland como material cementante, estas fueron sometidas a ensayos de petrografía y a fluorescencia y difracción de rayos X. En dichos ensayos se encontraron sustancias químicas similares, como portlandita y calcita que pueden representar, una vez sea posible identificar las fases cementantes de los materiales utilizados, un potencial agente cementante de las arcillas de baldosa cerámica y aparatos sanitarios provenientes de los RCD. Finalmente se pudo establecer que las arcillas provenientes de los RCD pueden ser útiles como relleno para mejorar las propiedades mecánicas del concreto o como agregados en morteros, revoques o enlucidos.
Esta investigación tiene como objetivo evaluar técnicamente el potencial cementante de arcillas provenientes de residuos de construcción y demolición (RCD), de ladrillo cerámico, baldosa cerámica y aparatos sanitarios en relación con el metacaolín, sustituyendo parcialmente el cemento Pórtland por cada uno de los materiales provenientes de los RCD. Inicialmente se obtuvieron los RCD y se sometieron a trituración primaria y secundaria con el fin de reducir su tamaño; luego a una trituración más fina hasta obtener un polvo con granulometría similar al del cemento tipo Pórtland. En la preparación de la matriz cementante, el cemento se sustituyó gradualmente por las arcillas provenientes de los RCD y del metacaolín, hasta encontrar mezclas con mejor desempeño mecánico al esfuerzo de compresión, lo anterior de acuerdo con la norma técnica colombiana NTC 220; posteriormente se le adicionó arena normalizada con el fin de preparar cilindros de concreto. Por último, utilizando las sustituciones parciales de arcillas por cemento Pórtland como material cementante, estas fueron sometidas a ensayos de petrografía y a fluorescencia y difracción de rayos X. En dichos ensayos se encontraron sustancias químicas similares, como portlandita y calcita que pueden representar, una vez sea posible identificar las fases cementantes de los materiales utilizados, un potencial agente cementante de las arcillas de baldosa cerámica y aparatos sanitarios provenientes de los RCD. Finalmente se pudo establecer que las arcillas provenientes de los RCD pueden ser útiles como relleno para mejorar las propiedades mecánicas del concreto o como agregados en morteros, revoques o enlucidos.