Technical Evaluation of the Cementing Potential of Clays Obtained from Construction and Demolition Waste
Abstract
This paper aims to technically evaluate the cementing potential of clays obtained from Construction and Demolition Waste (CDW), as well as from ceramic brick, ceramic tile, and sanitary ware waste in terms of metakaolin, by partially replacing Portland cement with each of the materials recovered from CDW. First, CDWs were collected and subjected to primary and secondary crushing to reduce their size. Then, they were finely milled until a powder with a granulometry similar to that of Portland cement was obtained. When preparing the cementitious matrix, the cement was gradually replaced with the clays derived from CDW and metakaolin until mixtures with a better compression strength performance were obtained in accordance with Colombian Technical Standard 220 (abbreviated NTC 220 in Spanish). Afterward, standardized sand was added to the mixture to make concrete cylinders. Finally, the partial substitutions of Portland cement by clays as cementitious material were subjected to petrography tests and X-ray fluorescence and diffraction. During these tests, similar chemical substances, such as portlandite and calcite, were observed. These substances could become a potential cementing agent in ceramic tile and sanitary ware clays from CDW once the cementing phases of the materials used are identified. The results suggest that clays from CDW can be employed as fillers to improve the mechanical properties of concrete or as aggregates in mortars or plasters.
References
F. G. Díaz, “Realcalinización electroquímica del concreto reforzado carbonatado: una opción de prevención contra la corrosión”, (Tesis Doctorado), Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León. 2010. http://eprints.uanl.mx/2142/1/1080177800.pdf
C. A. Mejía Barrera, “Receptores de impactos: Una mirada desde el extractivismo hacia las comunidades cercanas a los lugares donde se extraen agregados pétreos para la confección de concreto”, (Tesis de Maestría), Facultad de Arquitectura, Área Curricular de Construcción y Hábitat, Universidad Nacional de Colombia, Medellín, 2014. https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/75136/98701292.2014.pdf?sequence=1&isAllowed=y
L. Gutiérrez de López, El concreto y otros materiales para la construcción, Facultad de Ingeniería y Arquitectura Departamento de Ingeniería Civil. Universidad Nacional de Colombia. 2003. https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/9302/9589322824_Parte2.pdf?sequence=9&isAllowed=y
CAMACOL, “Colombia construcción en cifras octubre 2021”, Bogotá, 2021.
L. M. Vélez, “Permeabilidad y porosisdad en concreto”, Rev. TecnoLógicas, no. 25, pp. 169–187, Dic. 2010. https://repositorio.itm.edu.co/handle/20.500.12622/869
F. Puertas; A. Barba; M. F. Gazulla; M. P. Gómez; M. Palacios; S. Martínez Ramírez, “Residuos cerámicos para su posible uso como materia prima en la fabricación de clínker de cemento portland: caracterización y activación alcalina”, materconstrucc, vol. 56, no. 281, pp. 73-84, Ene. 2006. https://materconstrucc.revistas.csic.es/index.php/materconstrucc/article/view/94/134
C. Hendriks; E. Worrell; D. de Jager; K. Blok. “Emission Reduction of Greenhouse Gases from Cement Industry”, In Greenhouse Gas Control Technologies 4, 2004. https://doi.org/10.1016/B978-008043018-8/50150-8
E. Mejía; J. Giraldo; L. Martínez, “Residuos de construcción y demolición. Revisión sobre su composición, impactos y gestión”, Rev. CINTEX, vol. 18, pp. 105-130, Jul. 2013. https://revistas.pascualbravo.edu.co/index.php/cintex/article/view/52/54
A. Enshassi; B. Kochendoerfer; E. Rizq, “An evaluation of environmental impacts of construction projects”, Rev. Ing. Construcción RIC, vol. 29, no. 3, pp. 234-254, Nov. 2014. https://scielo.conicyt.cl/pdf/ric/v29n3/en_art02.pdf
M. I. Ramírez Rojas, “Sostenibilidad de la explotación de materiales de construcción en el Valle de Aburrá”, (Tesis de Maestría), Universidad Nacional de Colombia, Medellín, 2008. https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/2591/43207166_2009.pdf?sequence=1&isAllowed=y
E. Beltrán Castillo; V. H. Ortiz Ariza, “Estudio del comportamiento de la mezcla de agregados adicionados con el 3.5, 4.5 y 5.5 de limalla fina, para las mezclas de concreto”, (Trabajo de Grado), Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Pontificia Bolivariana, Bucaramanga, 2010. https://repository.upb.edu.co/bitstream/handle/20.500.11912/1357/digital_19868.pdf?sequence=1&isAllowed=y
R. Mejía de Gutiérrez; C. Rodríguez; E. Rodríguez; J. Torres; S. Delvasto, “Concreto adicionado con Metacaolín: Comportamiento a carbonatación y cloruros”, Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia, no. 48, pp. 55-64, Jun. 2009. http://www.scielo.org.co/pdf/rfiua/n48/n48a06.pdf
A. Tironi, “Materiales cementicios de baja energía. Activación térmica de arcillas, relación entre estructura y actividad puzolánica”, (Tesis Doctorado), Facultad de Ciencias Exactas Departamento de Química, Universidad de La plata, 2013. http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/26504/Documento_completo.pdf?sequence=1&isAllowed=y
J. F. Muñoz; I. Tejedor; M. A. Anderson; S. M. Cramer, “Innovative Pavement Research Foundation Airport Concrete Pavement Technology Program Effects of Coarse Aggregate Clay-Coatings on Concrete Performance,” 2005. http://awards.acpa.org/products/IPRF%2001-4%202%20Clay%20Dispersion%20Final%20Report.pdf
J. F. Muñoz, K.; S. M. Cramer; M. I. Tejedor; M. A. Anderson, “Effects of Coarse Aggregate Clay-Coatings on Concrete Performance,” J. Mater. Civ. Ing., vol. 22, no. 1, Oct. 2005. http://awards.acpa.org/products/IPRF%2001-4%202%20Clay%20Dispersion%20Final%20Report.pdf
J. C. Restrepo Gutiérrez; O. J. Restrepo Baena; J. I. Tobón, “Efectos de la adición de metacaolín en el cemento Pórtland”, Dyna, vol. 73, no. 150, pp. 131-141, Nov. 2006. http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v73n150/a12v73n150.pdf
Servicio Geológico Mexicano, “Petrografía”, 2017. https://www.sgm.gob.mx/Web/MuseoVirtual/Rocas/Petrografia.html
J. M. Fernández, “Química Analítica Cuantitativa” España: Univ. Navarra, 2013 [En línea]. Available: https://dadun.unav.edu/bitstream/10171/27690/1/Qu%C3%ADmica%20Anal%C3%ADtica%20Cuantitativa.pdf
M. Chambi Tapia; M. Cori Mamani; J. Chungara Castro; S. Fernández Alcázar; O. Ramos Ramos, “Validación del método analítico de fluorescencia de rayos X (FRX-ED) para la determinación de metales en suelos del municipio de Colquencha”, Rev. Boliv. Quim., vol. 36, no. 3, pp. 139-147, Aug. 2019. https://doi.org/10.34098/2078-3949.36.3.4
Xabier Arroyo Rey, “Difracción de Rayos X (DRX)”, [En línea]. Available: https://www.ucm.es/tecnicasgeologicas/difraccion-de-rayos-x-drx
Downloads
Altmetric
