Construcción y materiales de construcción

Construcción y materiales de construcción

Uso de cenizas volantes en la producción de ladrillos de construcción ligeros

Universidad Dokuz Eylül, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería de Minas, 35160 Buca, Izmir, Turquía

reflejos

En un autoclave de vapor se produjeron ladrillos de cenizas volantes / cal en tamaño real.

Tobermorite y katoite se formaron como fases de unión en ladrillos.

La resistencia a la compresión de un solo eje de los ladrillos fue de 76,5 kg f / cm ^ {2}

.

La conductividad térmica de los ladrillos se midió como 0,225 W m1 K1

.

1. Introducción

Las cenizas volantes generadas durante el proceso de combustión del carbón en

Representan un problema ambiental importante.

Según datos de 2013, en Turquía, el 25,7% de la producción total de energía

Se suministra a partir de centrales térmicas de carbón [1]. Producción mundial

De cenizas volantes es de 600 millones de toneladas anuales, mientras que

La producción anual es, en promedio, 13 millones de toneladas [2].

El número de estudios relativos a la caracterización

Y la utilización industrial de cenizas volantes han aumentado sustancialmente

A través de los años. Estos estudios se centran principalmente en las propiedades,

Determinación de posibles áreas de uso de cenizas volantes.

Dependiendo de las propiedades de las cenizas volantes, muchas áreas de aplicación

Principalmente en sectores de cemento, cerámica, pintura, plástico, agricultura,

Ambiente y construcción fueron sugeridos en la literatura pertinente

[3-8]. La ceniza volante es ampliamente utilizada en la producción de cemento, hormigón,

Hormigón celular, ladrillos, agregado de construcción ligero

Y la estabilización del suelo [9]. En algunos países, mediante la

Las preocupaciones medioambientales, el uso de cenizas volantes en diferentes industrias

Ha sido promovido e incluso regulado por los gobiernos

Mediante legislaciones. Por ejemplo, la industria del ladrillo de arcilla tiene que

Incorporar al menos el 25% de cenizas volantes en la mezcla de fabricación de ladrillos si

La instalación de ladrillos de arcilla se encuentra a menos de 100 km de una generación de energía de carbón

Planta en la India [10].

La ceniza volante es de carácter pozolánico sintético que se piensa que es

Por los aluminatos y los minerales amorfos de silicato que

La ceniza volante contiene [11]. La ceniza pozzolánica tiene la capacidad de reaccionar con

Cal apagada y agua [12]. La reacción que ocurre entre la cal

Y la sílice se produce sobre la base de la formulación CaO-SiO2-H2O (C-S-H)

[13 - 16]. También pueden producirse reacciones de hidratación para formar

CaO-Al2O3-SiO2-H2O (C-A-S-H) que contribuyen a la

Resistencia del producto final [17]. Para lograrlo y para

Acelerar la cinética de reacción, el proceso de curado debe llevarse a cabo

Bajo vapor a presión a 125 - 200ºC en un autoclave.

Esta propiedad de las cenizas volantes proporciona una ventaja

Utilización de cenizas volantes en la producción de materiales de construcción.

El uso de cenizas volantes en materiales de construcción y producción de hormigón

Es relativamente baja en Turquía en comparación con la de

Alemania, los Países Bajos, el Reino Unido, los Estados Unidos y China [8,10,18]. Algunos estudios se centraron en las oportunidades de producción

De la construcción de ladrillos con cenizas volantes [19 - 21]. Demir utilizó el

Método de cocción de ladrillos de ceniza volcánica / arcilla de la central eléctrica de Seyitömer y

Obtenido resultados satisfactorios [22]. Otro estudio que

El método de curado bajo vapor a alta presión utilizando el

Seyitömer ceniza volante, cal apagada y arena a proporciones predeterminadas,

También obtuvo resultados alentadores [17]. Recientemente, se realizaron estudios

Hacia el comportamiento de lixiviación de los metales pesados

[23] y autoclavado [24] ladrillos de ceniza-cal. La primera fue compuesta

De 40% de ceniza volante Seyitömer y 60% de arcilla de ladrillo, mientras que la segunda

2. El material y el método

En este estudio se utilizan las cenizas volantes de la central eléctrica de Seyitömer y la cal apagada.

La distribución del tamaño de partícula de la muestra de cenizas volantes se da en la Fig. 1. El gráfico

Muestra que el tamaño de partícula de la muestra es inferior a 800 lm y 0/212 lm fracción

Constituye el 76,06% de las cenizas. El material también fue sometido a análisis químicos

Para determinar su composición y los resultados se tabulan en la Tabla 1.

Como se puede ver en la Tabla 1, la cantidad de carbono no quemado es más alta en el grueso

(212/800 lm: 8,41%) en comparación con la fracción de tamiz 0/212 lm que contiene

1,75% de carbón no quemado. Se ha encontrado que el contenido de cal libre de esta fracción

0,32%. No se observaron anomalías en las fracciones de tamiz individuales de cenizas volantes

Relativa a la composición química.

Sobre la base de los datos presentados en la Tabla 1, SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 (S + A + F) proporción de

Se calculó la fracción de tamiz 0/212 lm como 83,99% y se determinó la relación CaO

Como 5,34%. Basándose en estos valores, las cenizas volantes de Seyitömer pueden clasificarse como tipo F de cenizas volantes de cal bajo según la norma ASTM C 618 [27].

Las propiedades del polvo de cal hidratado utilizado como material aglutinante son las siguientes:

Tamaño de partícula <30 lm,

Ca (OH) _ {2}: 90%,

CaO: 66,26%.

Los análisis XRD sobre ceniza volante de Seyitömer se realizaron según el método de

Difracción de polvo (entre 0 y 90 2H) con un Rigaku Miniflex II (Cu-X Ray

Tubo, 30 kV, 15 mA) Difractómetro de rayos X. Cuarzo (SiO2), hematita (Fe2O3), anortita

(CaAl2Si2O8), mullita y magnesioferrita (MgFe +++ 2O4) se determinaron como principal

(Fig. 2).

Las imágenes de SEM se examinaron bajo JEOL-JXA-733 Superprobe, scanner electron

Microscopio, en la formación de imágenes electrónicas secundarias. El estudio mostró que a pesar de

Una pequeña cantidad de microesferas, la ceniza volante Seyitömer también comprende una gran cantidad de poros

Partículas. Los microanálisis bajo SEM también revelaron que estas partículas porosas son

En realidad aluminosilicatos de calcio, carbón no quemado, anhídrido y mullita que son

Compuesto de caolinita (Fig. 3).

3. Trabajos experimentales

Se planeó realizar el trabajo experimental de este estudio

En dos partes principales. Las condiciones óptimas para la producción de

Se determinaron pequeños ladrillos cilíndricos en la primera parte. En el

En segundo lugar, se realizó la producción de ladrillos voladores de talla real

Utilizando las condiciones óptimas previamente determinadas en el

primera parte.

3.1. Producción de ladrillos de ceniza volante / cal de laboratorio

En esta parte del estudio, 45 mm dia? Mosca cilíndrica de 100 mm

Ash / Lime muestras de ladrillo se produjeron utilizando un tamaño de laboratorio

Autoclave de vapor Niveles óptimos de los parámetros como mosca

Mezcla de cenizas / cal, presión de formación de ladrillos, presión de vapor de

El autoclave y la duración del curado se intentó determinar

Antes de trabajar en ladrillos de tamaño real.

Para el autoclavado en vapor, las pruebas se realizaron usando un autoclave ELE

Con control automático de la presión del vapor (Fig. 4).

Una prensa hidráulica con máx. 5 toneladas de capacidad para

Formación de ladrillos y ensayos de resistencia mecánica (Fig. 5).

Para encontrar los parámetros óptimos para la producción de ladrillos,

Se siguió el plan de ensayo presentado en la Tabla 2.

3.1.1. Determinación de las proporciones óptimas de la mezcla de materias primas

Los ladrillos (B1, B2 y B3) se prensaron bajo presión de

62,5 kg f / cm ^ {2} y más tarde se sometieron a 6 h de curado en autoclave

A 12 bares de presión de vapor. Resistencia a la compresión y

Se determinaron los valores de peso por unidad de volumen de los ladrillos

Y se representa en la Fig. 6. Como puede verse en la Fig. 6, el más alto

Se obtuvo el valor de resistencia a la compresión para el

Se preparó usando 88% de ceniza y 12% de cal. El óptimo

Agua para la mezcla era alrededor del 20% en peso basado en

En estado de mezcla húmeda.

3.1.2. Determinación de la presión de formación óptima

La relación entre la presión de formación, el peso de la

...