Estudio de las propiedades físicas de zeolita natural (aluminosilicato) de tipo clinoptilolita para remplazo parcial del cemento portland
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Date
2021-01
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
This study shows physical and chemical characteristics of natural zeolites (ZN) called ZA,
ZZ, ZI from outcrops of the Chongón Colonche Mountain range located in the Guayas
province of Ecuador and of the cement Type GU (CGU) for commercial use, with the
purpose to determine if they can be supplemental cement material (SCM). Physical
characteristics (density and fineness applying INEN and ASTM standards),
morphological characteristics in the Scanning Electron Microscope (SEM) and elemental
composition are determined by X-ray scattering spectroscopy (EDS). Prior to the tests, the
samples that require grinding are prepared to obtain granules smaller than 75 microns.
Densities of 3,071, 2,449, 2,511 and 2,494 grams per cubic centimeter and fineness
percentages of 99.95, 99.04, 99.51, and 99.35 are obtained for CGU, ZA, ZZ and ZI,
respectively.
The experimental results, SEM micrographs and EDS spectra reveal that all samples have
potential as SCM, highlighting ZA and ZZ with characteristics closer to CGU. All have a
high pozzolanic capacity in the content of silica, alumina and iron oxide, exceeding the
minimum specified by the ASTM C 618 standard. On the other hand, the siliconaluminum ratio between 2.67 and 4.83 shows the presence of clinoptilolites that have
demonstrated efficacy as SCM.
The compatibility in terms of its structure, sizes and chemical composition is obvious,
however, for subsequent studies it should be taken into account that CGU cement is highly
silicic compared to other cements used in studies with zeolites.
Description
Este estudio evidencia características físicas y químicas de zeolitas naturales (ZN)
denominados ZA, ZZ, ZI procedentes de afloramientos de la Cordillera Chongón
Colonche ubicada en la provincia de Guayas del Ecuador y del cemento Tipo GU (CGU)
de uso comercial, con la finalidad de determinar si pueden ser material suplementario del
cemento (SCM). Se determina características físicas (densidad y finura aplicando normas
INEN y ASTM), morfológicas en el Microscopio electrónico de barrido (SEM) y
composición elemental mediante espectroscopia de dispersión de rayos X (EDS). Previo
a los ensayos se prepara las muestras que requieren molienda hasta obtener gránulos
menores de 75 micras. Se obtienen densidades de 3.071, 2.449, 2.511 y 2.494 gramos
sobre centímetro cúbico y porcentajes de finura de 99.95, 99.04, 99.51, y 99.35 para CGU,
ZA, ZZ y ZI, respectivamente.
Los resultados experimentales, las micrografías SEM y espectros EDS revelan que todas
las muestras poseen potencial como SCM, destacándose a ZA y ZZ con características
más cercanas al CGU. Todas poseen una alta capacidad puzolánica en el contenido de
sílice, alúmina y óxido de hierro superando el mínimo especificado por la norma ASTM
C 618. Por otra parte, la relación silicio aluminio entre 2.67 y 4.83 muestran la presencia
de clinoptilolitas que han demostrado eficacia como SCM.
Es obvia la compatibilidad en cuanto a su estructura, tamaños y composición química, sin
embargo, para estudios posteriores se debe tener en cuenta que el cemento CGU es
altamente silícico en comparación con otros cementos usados en estudios con zeolitas.
Keywords
ZEOLITA NATURAL, ALUMINOSILICATO, CLINOPTILOLITA, CEMENTO PORTLAND, SEM, EDS, DENSIDAD, FINURA, SMC