Evaluation of kaolinitic clays of the Mir manifestation as supplementary cementitious material
Keywords:
construction materials, cement, X-ray techniquesAbstract
The chemical, mineralogical and pozzolanic reactivity characteristics of clays from the Mir clay deposit were evaluated for their use as supplementary cementitious material. Sampling was carried out for the selection of the clayey material by means of the furrow method, for the later elaboration of composite samples that guarantee a greater homogeneity of the material studied. X-Ray Diffraction and X-Ray Fluorescence techniques were used for the characterization of the natural material and the Aluminum-Soluble Silicon Protocol and the R3 method were used to evaluate the pozzolanic reactivity of thermally activated clays. Through chemical analysis, high values of alumina and silica were determined, and low concentrations of sodium, potassium, iron, sulfur and titanium. It was established that the mineral paragenesis that makes up these clays is made up of kaolinite, dickite, quartz, albite, muscovite, hematite and amorphous material. It is observed that the increase in pozzolanic reactivity under conditions of decreased specific surface can be attributed to structural and morphological changes in the crystalline structure of the mineral phases that participate in the thermal activation process.Downloads
References
AL-RAWAS, A. A.; WAHID HAGO, A.; CORCORAN, T. C. & AL-GHAFRI, K. M. 1998. Properties of Omani artificial pozzolana (sarooj). Applied Clay Science 13(4): 275–292. https://doi.org/10.1016/S0169-1317(98)00029-5.
ALMENARES, R. S.; ALUJAS, A.; MARTINERA, J., LEYVA, C.; BETANCOURT, S. & ARCIAL, F. 2021. Identificación y evaluación de arcillas caoliníticas para la producción de cemento ternario LC3 y adiciones minerales aditivas LC2. Anales de la Acedemia de Ciencas de Cuba 11(3): 1034.
ALUJAS, A. 2010. Obtención de un material puzolánico de alta reactividad a partir de la activación térmica de una fracción arcillosa multicomponente. Tesis doctoral. Universidad Central de las Villas.
AMBROISE, J.; MURAT, M. & PERA, J. 1985. Hydratation reaction and herdening of calcined clays and related minerals. Cement and Concrete Research 15(c): 261–268.
AVET, F.; SNELLINGS, R.; ALUJAS, A. & BEN, M. 2016. Development of a new rapid, relevant and reliable (R-3) test method to evaluate the pozzolanic reactivity of calcined kaolinitic clays Cement and Concrete Research 85: 1–11.
CABRERA, E.; ALMENARES, R. S. & ALUJAS, A. 2018. Assessment of the pozzolanic reactivity of calcined kaolinitic clays by a rapid alkaline solubility test. RILEM Bookseries, 16, 98–104. https://doi.org/10.1007/978-94-024-1207-9_16.
CEMBUREAU. 2013. The Role of Cement in the 2050 Low Carbon Economy. 1–64. http://www.cembureau.be/role-cement-2050-low-carbon-economy.
CORTÉS, G. R. M.; KOZIEVITCH, V. F. J.; XAVIER, C.; HENNIES, W. T. & VALENZUELA, F. R. 2004. Propriedades cerâmicas de caulins da República de Cuba. Parte III. Caulim dumañuecos. 1–8.
HE, C.; MAKOVICKY, E., & OSB, B. 1994. Thermal stability and pozzolanic activity of calcined kaolin. Ciencia aplicada de la arcilla 9(5): 165–187.
HENDRIKS, C. A.; WORRELL, E.; JAGER, D. DE; BLOK, K. & RIEMER, P. 2003. Emission Reduction of Greenhouse Gases from the Cement Industry. In Greenhouse gas control technologies conference (pp. 1–11).
HOLLANDERS, S.; ADRIAENS, R.; SKIBSTED, J.; CIZER, Ö. & ELSEN, J. 2016. Pozzolanic reactivity of pure calcined clays. Applied Clay Science 132: 552-562. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.08.003.
MÜLLER, N. & HARNISCH, J. 2008. A blueprint for a climate friendly cement industry. Universidad de Ciencias Aplicadas Offenburg. Alemania.
RODRÍGUEZ, E. 2016. Evaluación de los contenidos de álcalis totales en clínker, zeolita y cemento puzolánico por Espectrometría de Absorción Atómica. Tesis doctoral. Univeridad Central de las Villas.
ROESSLER, C. & STARK, J. 2003. Der Einflußvon Fliessmitteln auf die Hydratation von Portlandyement. IBAUSIL: 1-523.
SABIR, B. B.; WILD, S. & BAI, J. 2001. Metakaolin and calcined clays as pozzolans for concrete: a review. Compuesto de cemento y hormigón 23(6): 441-454.
SILEGA, D. & HERNÁNDEZ, Y. 2016. Potencialidades de las tobas zeolitizadas del yacimiento San Andrés para la obtención de aglomerantes ternarios. Ciencia & Futuro 6(4): 1-16.
TIRONI, A.; TREZZA, M. A.; IRASSAR, E. F. & SCIAN, A. N. 2012. Thermal treatment of kaolin: effect on the pozzolanic activity. 1: 343–350. https://doi.org/10.1016/j.mspro.2012.06.046.
USGS. 2021. Mineral Commodity Summaries. Superintendent of Documents, U.S. Government Publishing Office. https://doi.org/https://doi.org/10.3133/mcs2021.
WBCSD. 2015. Carbon technology partnerships initiative (LCTPi). http://www.lctpi.wbcsdservers.org/.
WBCSD & IEA. 2009. Cement Technology Roadmap 2009 - Carbon Emissions Reductions up to 2050. Paris, France.
Published
How to Cite
Issue
Section
Copyright (c) 2022 Alfredo E. Hidalgo-Suárez, Luis A. Pérez-García, Angel E. Espinosa-Borges, Livan García-Obregón, Carlos G. Herrera-Sánchez
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional
La Revista Ciencia & Futuro es una revista de acceso abierto, todo el contenido está disponible gratuitamente sin cargo para el usuario o su institución. Los usuarios pueden leer, descargar, copiar, distribuir, imprimir, buscar o vincular los textos completos de los artículos, o utilizarlos para cualquier otro fin lícito, sin pedir permiso previo al editor o al autor. Todo lo anterior, de acuerdo con la definición de BOAI de acceso abierto.
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos: Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial permite que el beneficiario de la licencia tenga el derecho de copiar, distribuir, exhibir y representar la obra y hacer obras derivadas para fines no comerciales siempre y cuando reconozca y cite la obra de la forma especificada por el autor o el licenciante. Los autores pueden establecer por separado acuerdos adicionales para la distribución no exclusiva de la versión de la obra publicada en la revista (por ejemplo, situarlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro), con un reconocimiento de su publicación inicial en esta revista. Se permite y se anima a los autores a difundir sus trabajos electrónicamente (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su propio sitio web) antes y durante el proceso de envío, ya que puede dar lugar a intercambios productivos, así como a una citación más temprana y mayor de los trabajos publicados (Véase The Effect of Open Access) (en inglés). Lo anterior debe realizarse siempre sobre el artículo ya publicado por Ciencia & Futuro.
Los autores mantienen el control sobre la integridad de sus trabajos y el derecho a ser adecuadamente reconocidos y citados.
A los editores se les otorgan derechos no exclusivos para publicar y distribuir.
