Capítulo III: Análisis y discusión de los resultados
3.3. Análisis de los resultados de la resistencia a compresión
En el gráfico 3.1 se representa la resistencia a compresión a 8 h y 55 oC de las lechadas de cemento endurecidas y con diferentes porcientos de arcilla calcinada.
Capítulo III
Gráfico 3.1. Resistencia a compresión de las lechadas con arcilla calcinada como aditivo extendedor.
Como se observa en el gráfico, del 5 al 10 % de sustitución de arcilla calcinada ocurre una disminución de la resistencia mecánica pero esta aumenta al pasar al 20 % con valores similares a la del 5 % para seguir aumentando a medida que aumenta la cantidad de arcilla calcinada en la lechada de cemento. El decrecimiento de la resistencia mecánica cuando se emplea el 10 % 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. 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
Capítulo III
aumento de la resistencia mecánica al pasar del 10 al 30 % de sustitución de cemento por arcilla calcinada.
Conclusiones
CONCLUSIONES GENERALES
1. Debido a la elevada superficie específica de la arcilla calcinada de Pontezuela y a la consecuente mayor demanda de agua, se produce una disminución del contenido de fluido libre con el incremento del contenido de arcilla calcinada en las lechadas de cemento Portland. 2. El incremento del porciento de sustitución de cemento Portland por
arcilla calcinada de Pontezuela produce un aumento del punto de cedencia y de la viscosidad plástica en lechadas de cemento Portland lo cual es un reflejo de las mayores fuerzas de atracción y de fricción en los sistemas con mayor contenido de arcilla calcinada. Además se produce un aumento de la resistencia del gel con el incremento de arcilla calcinada en el sistema.
3. Al pasar del 5 al 10 % de sustitución de cemento Portland por arcilla calcinada de Pontezuela se produce una disminución de la resistencia mecánica y al pasar del 10 al 30 % se produce un aumento 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, y el efecto positivo de la elevada superficie específica y la reactividad puzolánica de la arcilla calcinada de Pontezuela.
4. A iguales porcientos de sustitución de cemento, las lechadas con arcilla calcinada de Pontezuela presentan mayores valores de punto de cedencia y resistencia del gel y menores viscosidades plásticas que las lechadas elaboradas con zeolita de San Andrés.
Recomendaciones
RECOMENDACIONES
1. Estudiar la influencia de la forma y distribución de tamaño de partículas en las propiedades reológicas y mecánicas de lechadas de cemento Portland con arcilla calcinada de Pontezuela.
2. Extender este estudio a otros yacimientos de arcillas con bajo contenido de caolín.
Referencias Bibliográficas
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Anexos
ANEXOS
ANEXO 1
Composición química de la arcilla multicomponente de Pontezuela
PPI SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O Mn2O3 TiO2 P2O5
PP 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 fracción arcillosa en la arcilla multicomponente de Pontezuela
Caolinita Esmectita Illita-esmectita Illita
PP 65.8 20.0 8.0 6.2
Análisis de Fases
Fases minerales % Zeolita- San Andrés
Clinoptilolita 50
Mordenita 28
Total Zeolita 78
Montmorillonita 11
Calcita < 1
Composición mineralógica de la roca arcillosa en la arcilla multicomponente de Pontezuela
Caolinita Tipo 2:1 Total fases arcillosas Cuarzo Goethita
Anexos
ANEXO 2
Características Físicas del Cemento Portland.
Finura de molido (% de pasado por el tamiz
de 90 µm) Densidad Absoluta (g/cm³) (Permeabilidad al aire) Superficie Específica (cm²/g) (Blaine) 94.6 3.25 3156.80
Anexos
ANEXO 3
Reologías de las lechadas con arcilla calcinada de Pontezuela. Primer ensayo 5 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 8.14 7.66 6.70 5.75 3.83 3.35 …. 8.14 6.70 6.22 4.79 3.83 8.14 8.14 6.70 6.22 4.31 3.83 VP 0.05 Pa·s YP 5.75 Pa Segundo ensayo 5 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 10.53 9.58 8.62 6.70 4.31 3.35 …. 8.62 7.18 6.70 4.31 3.83 10.53 9.09 8.14 6.70 4.31 3.83 VP 0.08 Pa·s YP 6.70 Pa Primer ensayo 10 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 11.49 6.70 6.22 5.75 3.35 2.39 …. 8.62 7.18 6.22 3.83 2.87 11.49 7.66 6.70 6.22 3.83 2.87 VP 0.09 Pa·s YP 7.18 Pa Segundo ensayo 10 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 12.45 8.62 7.18 5.27 3.35 2.39 …. 9.10 7.66 6.22 4.31 2.39 12.45 8.14 7.66 6.22 3.83 2.39 VP 0.15 Pa·s YP 5.27 Pa Primer ensayo 20 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 27.77 26.33 24.42 21.55 4.79 3.83 22.02 20.11 17.72 6.70 4.79 27.77 24.42 22.50 19.63 5.75 4.31 VP 0.17 Pa·s YP 19.63 Pa
Anexos
Segundo ensayo 20 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 30.16 27.77 26.81 23.446 5.75 4.79 27.29 23.94 22.02 6.70 4.79 30.16 27.77 25.38 22.98 6.22 4.79 VP 0.15 Pa·s YP 22.98 Pa Primer ensayo 30 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 66.07 64.64 62.24 43.09 9.58 8.62 … 57.46 56.50 39.26 8.62 7.18 66.07 61.29 59.37 41.18 9.10 8.14 VP = 0.21 Pa·s YP = 56.02 Pa Segundo ensayo 30 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 65.12 63.20 60.81 41.18 8.62 7.18 … 61.77 59.85 40.70 7.66 6.22 65.12 61.77 60.33 41.18 8.14 6.70 VP 0.15 Pa·s YP 56.02 PaAnexos
ANEXO 4
Reologías de las lechadas con zeolita del yacimiento de San Andrés. Ensayo 5 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 12.45 7.18 6.22 5.27 3.35 2.87 …. 7.18 6.22 4.79 3.35 3.35 12.45 7.18 6.22 5.27 3.35 3.35 VP = 0.20 Pa·s YP = 2.87 Pa Ensayo 10 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 9.58 8.14 8.14 7.66 3.83 3.83 …. 8.14 6.22 4.79 3.35 2.39 9.58 8.14 7.18 6.22 3.83 3.35 VP = 0.08 Pa·s YP = 5.75 Pa Ensayo 20 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 16.76 13.40 11.97 10.53 5.27 5.27 … 12.93 10.53 8.62 4.79 3.83 16.76 13.41 11.49 9.58 5.27 4.79 VP = 0.17 Pa·s YP = 8.62 Pa Ensayo 30 % L300 L200 L100 L30 L6 L3 28.73 26.81 22.50 16.76 7.66 7.18 25.86 22.50 16.28 6.22 4.79 28.73 26.33 422.50 16.76 7.18 5.75 VP = 0.20 Pa·s YP = 19.15 Pa
Anexos
ANEXO 5
Fluido libre de las lechadas con arcilla calcinada de Pontezuela.
5 % % 10 % % 20 % % 30 % % 10,5 ml 4,20 3,5 ml 1,40 ̶ 0 ̶ 0
10,2 ml 4,00 4,5 ml 1,80 ̶ 0 ̶ 0 Fluido libre de las lechadas con zeolita del yacimiento de San Andrés.
5 % % 10 % % 20 % % 30 % % 12,5 ml 5% 8ml 3,20% 3,0ml 1,20% ̶ 0
Anexos
ANEXO 6
Resistencia a compresión de las lechadas con arcilla calcinada de Pontezuela.
Resistencia a la compresión (55 oC 8h) % de arcilla 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Promedio MPa 5 827 735 570 717 717 717 423 643 717 707 4.87 10 459 386 294 368 368 423 404 349 368 374 2.57 20 809 643 643 478 753 753 717 735 643 698 4.81 30 1194 1084 1011 1103 1103 818 1029 1029 919 1060 7.30