Capítulo III: Análisis y discusión de los resultados
3.2. Análisis de los resultados de la resistencia a compresión
En el gráfico 3.1 se representa la resistencia a compresión a las 24 horas de las lechadas de cemento endurecidas y con los diferentes porcientos de arcilla calcinada.
Gráfico 3.1: Resistencia a compresión de las lechadas con arcilla calcinada como aditivo extendedor. 7,2 7,4 7,6 7,8 8 8,2 8,4 8,6 8,8 9 9,2 0% 10% 20% 30%
Como se observa en el gráfico, del 0 al 20% de sustitución de arcilla calcinada de Pontezuela por cemento de Siguaney ocurre un aumento de la resistencia mecánica. A medida que aumenta la concentración de arcilla calcinada aumenta la velocidad de hidratación del cemento y de la contribución de la actividad puzolánica de la arcilla. Un incremento de la actividad puzolánica se traduce en una reducción de la cantidad de hidróxido de calcio en el sistema el cual no contribuye a la resistencia mecánica. Posiblemente estos factores y la mejoría en la microestructura contribuyen a un aumento de la resistencia mecánica al pasar del 0 al 20 % de sustitución de cemento por arcilla calcinada.
No ocurre de igual forma del 20 al 30 % de sustitución de arcilla calcinada por cemento. El decrecimiento de la resistencia mecánica cuando se emplea el 30 % de sustitución de arcilla calcinada se debe al efecto de dilución que provoca este material y posiblemente a la variación de la microestructura de la lechada endurecida y a la estructura de poros.
Conclusiones generales
1- El aumento de la finura en la mezcla influenciada por el aumento del por ciento de sustitución de arcilla calcinada por cemento provoca un aumento del punto de cedencia y de la viscosidad plástica. Esto está dado por el aumento de la interacción entre las partículas y por la fuerza de fricción debido a la elevada superficie específica.
2- El aumento de la superficie específica de la arcilla calcinada del yacimiento Pontezuela provocó un aumento en la demanda de agua a medida que aumentaban los por cientos de sustitución de la misma por cemento de Siguaney lo que conllevó a una pérdida de fluidez en la lechada.
3- La resistencia a compresión aumentó del 0 al 20% a medida que aumentaron los por cientos de sustitución evidenciando el efecto positivo que tiene la elevada superficie específica y la reactividad puzolánica de la arcilla calcinada del yacimiento Pontezuela. Al pasar del 20 al 30 % de sustitución de cemento Portland por arcilla calcinada de Pontezuela se produce una disminución de la resistencia mecánica. Esto es resultado de una posible combinación del efecto de dilución, el cual contribuye a una disminución de la resistencia mecánica.
Recomendaciones.
Estudiar la influencia de la adición de arcillas con mediano contenido de caolín calcinado con diferentes finuras de molido y formas en las partículas en las propiedades reológicas y mecánicas de lechadas de cemento para pozos de petróleo.
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Anexo 1
Composición química de la arcilla multicomponente de Pontezuela
PPI SiO2 l2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O Mn2O3 TiO2 P2O5
10.46 40.91 25.09 19.23 0.13 0.74 2.68 0.15 0.48 0.03 0.62 0.27
Composición mineralógica de la roca arcillosa en la arcilla
multicomponente de Pontezuela.
Caolinita Tipo 2:1 Total fases arcillosas Cuarzo Goethita
45.7 38.7 84.4 7.5 8.1
Composición mineralógica de la fracción arcillosa en la arcilla
multicomponente de Pontezuela.
Caolinita Esmectita Illita-esmectita Illita
Anexo 2
Características Físicas del Cemento Portland.
Finura de molido (% de pasado por el tamiz de 90 µm) Densidad Absoluta (g/cm³)
90
3,16
Anexo 3
Resistencia a la compresión (55 ºC 24h)
% de arcilla 1 2 3 Promedio MPa
0 11,4 11,3 12,3 13,4 14,3 12,7 12,56666667 7,85416667
10 11,8 14,9 15,3 13,8 15,9 14,9 14,43333333 9,02083333
20 15,2 13,6 15,4 13,4 15,5 14,3 14,56666667 9,10416667