Efecto de la incorporación de residuos industriales en la resistencia y durabilidad de ladrillos de arcilla

Abstract

Se evaluó el efecto de la sustitución parcial de arcilla (AR) por ceniza de bagazo de caña (CBC), ceniza volante (CV) y humo de sílice (HS) en la resistencia mecánica y durabilidad de ladrillos.Se elaboraron mezclas binarias sustituyendo AR por 20 y 40% de CBC, CV y HS. Además, se elaboraron mezclas ternarias y en ellas la sustitución de AR fue de 20 y 40% por CBC y de 10% por CV y HS. Se evaluó la plasticidad de las mezclas por medio de los límites de Atterberg. Con las mezclas binarias se elaboraron ladrillos y se cocieron a 900 y 1000°C; los ladrillos elaborados con las mezclas ternarias fueron cocidos a 900, 1000 y 1100°C. La resistencia mecánica de los ladrillos fue evaluada por medio de pruebas de resistencia a flexión y a compresión; para evaluar su durabilidad se realizaron pruebas de densidad aparente, porosidad aparente y de absorción de agua. Se estudió la microestructura de los ladrillos y se cuantificó la fase amorfa mediante DRX; también se obtuvieron micrografías con MEB. Los resultados mostraron que la CBC influyó negativamente en el índice plástico de las mezclas; sin embargo, con la adición de CV y HS se obtuvieron índices plásticos similares al de la mezcla control. En los ladrillos cocidos, la adición de CBC redujo su resistencia mecánica e incrementó su porosidad aparente, sin embargo, estos efectos negativos se eliminaron con la adición de CV y HS. El incremento de la temperatura de cocción a 1000°C incrementó la resistencia mecánica de los ladrillos y redujo su porosidad aparente. Los estudios de DRX mostraron que en los ladrillos el incremento de la temperatura de cocción propició un aumento en el porcentaje de fase amorfa, lo cual indica una mayor cantidad de fase líquida de sinterización durante la cocción. El incremento en el porcentaje de fase amorfa se relacionó con un aumento en la densidad aparente de los ladrillos. Sin embargo, la densidad de los ladrillos elaborados con las mezclas evaluadas fue menor que la densidad del control.Con MEB fue posible confirmar que el incremento de la temperatura redujo la interconectividad entre poros. De esta manera, los ladrillos elaborados con 70% de AR, 20% de CBC y 10% de HS, cocidos a 1000°C, fueron 19.76% más ligeros y 19.22% más resistentes a esfuerzos de compresión.