Tesis
Valorización de escoria de cobre como puzolana y agregado fino en morteros
Fecha
2020-09-14Registro en:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia
Autor
Diaz Rosero, Yessica Dayana
Institución
Resumen
Las altas producciones de residuos sólidos generan la necesidad de la búsqueda de nuevas
alternativas de aprovechamiento o disposición, con esto se da la necesidad de implementar
nuevos materiales en la industria de la construcción, una de las más demandantes de
materiales que en su producción generan altas cantidades de CO2. En la presente
investigación se estudia la posibilidad de valorización de una escoria de cobre secundaria
(EC) generada en BRONALCO LTDA como material puzolánico, escoria de cobre fina
(ECF) en la producción de cementos y como material agregado fino, escoria de cobre
gruesa (ECG) en la elaboración de morteros. Se evalúa la actividad puzolánica de la ECF
utilizando el método establecido en la norma ASTM C 311 por medio del índice (IAR). La
ECG se evaluó en sustituciones parciales por la arena en morteros de (12,5% - 18,75% –
25% -31,25%, 37,5%- 43,75% -50%). Se encontró que la ECF cumple con las condiciones
de resistencia con un IAR de 67,37% a 7 días y 78,56% a 28 días, los morteros
reemplazados con ECG en un 43% presentan los mejores resultados con respecto al
patrón, incrementando hasta un 15 % en resistencia a compresión. En la evaluación
ambiental por medio de la norma EPA 1311 se estudiaron los lixiviados por metales pesados
Pb, Cu y Fe en la EC y morteros A37 y A43, encontrando que la EC tiene niveles elevados
de lixiviados de Pb: 826 mg/L y Cu: 55,958 mg/L, sobrepasando los límites de la norma Pb:
5 mg/L, sin embargo, los morteros A37 y A43 se encuentran dentro de los límites
establecidos por la norma A37(Pb): 0,132 mg/L y A43(Pb):0,03. De acuerdo a la evaluación
de sulfuros, cloruros y sulfatos de los lixiviados por medio de Norma Europea EN 12457 se
tiene como resultado que las muestras de ECG, MP y MA 43 clasifican como material inerte,
mientras las muestras ECF, CTO, y MPU clasifican como material no peligroso conforme a
los límites de la normatividad utilizada. De acuerdo a los resultados obtenidos el material
en estudio tiene potencial para ser utilizado como material puzolánico y agregado fino en
mezclas de mortero sin presentar dificultades por la posible contaminación de lixiviados (texto tomado de l fuente). High productions of solid waste create the need of searching new alternatives of use or
disposal. As a result, there is a need to implement new materials in construction, one of the
most material demanding industries generating high amounts of CO2. This research
explores the possibility of valorization of: 1) a secondary copper slag (EC) generated in
BRONALCO LTDA as puzzolanic material, 2) fine copper slag (ECF) in the production of
cements and as fine aggregate material, and 3) coarse copper slag (ECG) in the production
of mortars. The puzzolanic activity of the ECF is evaluated using the method established in
ASTM C 311 by means of the index (IAR). The ECG was evaluated in partial substitutions
for the sand in mortars of (12.5% - 18.75% - 25% -31.25%, 37.5% - 43.75% -50%). It was
found that the ECF meets the resistance conditions with an IAR of 67.37% at 7 days and
78.56% at 28 days, the mortars replaced with EFG in 43% present the best results with
respect to the pattern, increasing up to 15% in compressive strength. In the environmental
assessment using EPA 1311 standard, leachates were studied for heavy metals Pb, Cu and
Fe in EC and A37 and A43 mortars, finding that EC has high levels of Pb leachates: 826
mg/L and Cu:55,958 mg/L, exceeding the limits of the Pb standard: 5 mg/L, however,
mortars A37 and A43 are within the limits established by standard A37(Pb): 0.132 mg/L and
A43(Pb):0.03. According to the evaluation of leachate sulphides, chlorides and sulfates
through European Standard EN 12457 it is resulted in ECG, MP and MA 43 samples
classifying as inert material, while ECF, CTO, and MPU samples are classified as nonhazardous material according to the limits of the standard used. According to our results,
the material under study has the potential to be used as pozzolanic material and fine
aggregate in mortar mixtures without presenting difficulties due to the possible
contamination of leachates.