Resumen
La extracción de carbón lleva asociada la generación de millones de toneladas de residuos arcillosos que son habitualmente acumulados en las proximidades de la mina, creando un peligro para su entorno y un importante desaprovechamiento de recursos. La revalorización de estos residuos (denominados estériles de carbón) como materia prima para la obtención de puzolanas supondría una gestión más sostenible de los mismos, al mismo tiempo que contribuiría a resolver los problemas de escasez de puzolanas tradicionales a los que se enfrenta actualmente el sector cementero.
Este trabajo evalúa la aptitud de los estériles de carbón para su empleo como puzolanas tras ser activados térmicamente, y estudia la viabilidad científico-técnica de los cementos binarios resultantes de la adición del residuo activado en niveles de sustitución del 20 % y 50 %. Los resultados obtenidos muestran que los estériles de carbón activados presentan una buena actividad puzolánica y que los cementos binarios estudiados cumplen con los requisitos físicos establecidos por la normativa europea, aunque experimentan pérdidas en sus resistencias mecánicas. Asimismo, se ha observado que los cementos elaborados con un 20 % de residuo activado presentan características durables similares o superiores a las de un cemento Portland ordinario. No obstante, para niveles de sustitución del 50 %, existen importantes cambios en las propiedades durables, que condicionarían su uso al tipo de ambiente previsto. Adicionalmente, estos cementos presentan ventajas significativas en términos de ahorro energético y reducción de emisiones de CO2, dando lugar a materiales afines con los Objetivos de Desarrollo Sostenible y la Economía Circular.
Autoría
Laura Caneda Martínez
Doctora en Química Aplicada por la Universidad Autónoma de Madrid. En la actualidad, desarrolla su actividad investigadora en el grupo de Reciclado de Materiales del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc-CSIC). Sus líneas de investigación presentes se centran en la reutilización de residuos y subproductos industriales en el ámbito del sector de la construcción, particularmente en el diseño y estudio de nuevos cementos más sostenibles, con especial énfasis en la evaluación de sus propiedades durables.
Sumario
1. Introducción.- 2. Objetivos.- 3. Procedimiento experimental.- 3.1. Materiales de partida.-3.2. Métodos.- 3.3. Técnicas instrumentales.- 4. Resultados y discusión.- 4.1. Caracterización de los productos de partida.- 4.2. Determinación de la actividad puzolánica de los estériles de carbón activados en el sistema puzolana/cal.- 4.3. Hidratación de los cementos binarios.- 4.4. Reología de pastas y morteros.- 4.5. Propiedades mecánicas.- 4.6. Estudio del color.- 4.7. Durabilidad: evaluación de indicadores indirectos de durabilidad relacionados con el transporte de agua en morteros.- 4.8. Durabilidad: resistencia al ataque por iones cloruro.- 4.9. Durabilidad: resistencia a la carbonatación.- 4.10. Valoración medioambiental y energética.- 4.11. Síntesis final y relaciones entre las propiedades estudiadas.- 5. Conclusiones.- 6. Agradecimientos.- 7. Bibliografía.