Valorización de escoria de cobre como puzolana y agregado fino en morteros

Abstract

Las altas producciones de residuos sólidos generan la necesidad de la búsqueda de nuevas alternativas de aprovechamiento o disposición, con esto se da la necesidad de implementar nuevos materiales en la industria de la construcción, una de las más demandantes de materiales que en su producción generan altas cantidades de CO2. En la presente investigación se estudia la posibilidad de valorización de una escoria de cobre secundaria (EC) generada en BRONALCO LTDA como material puzolánico, escoria de cobre fina (ECF) en la producción de cementos y como material agregado fino, escoria de cobre gruesa (ECG) en la elaboración de morteros. Se evalúa la actividad puzolánica de la ECF utilizando el método establecido en la norma ASTM C 311 por medio del índice (IAR). La ECG se evaluó en sustituciones parciales por la arena en morteros de (12,5% - 18,75% – 25% -31,25%, 37,5%- 43,75% -50%). Se encontró que la ECF cumple con las condiciones de resistencia con un IAR de 67,37% a 7 días y 78,56% a 28 días, los morteros reemplazados con ECG en un 43% presentan los mejores resultados con respecto al patrón, incrementando hasta un 15 % en resistencia a compresión. En la evaluación ambiental por medio de la norma EPA 1311 se estudiaron los lixiviados por metales pesados Pb, Cu y Fe en la EC y morteros A37 y A43, encontrando que la EC tiene niveles elevados de lixiviados de Pb: 826 mg/L y Cu: 55,958 mg/L, sobrepasando los límites de la norma Pb: 5 mg/L, sin embargo, los morteros A37 y A43 se encuentran dentro de los límites establecidos por la norma A37(Pb): 0,132 mg/L y A43(Pb):0,03. De acuerdo a la evaluación de sulfuros, cloruros y sulfatos de los lixiviados por medio de Norma Europea EN 12457 se tiene como resultado que las muestras de ECG, MP y MA 43 clasifican como material inerte, mientras las muestras ECF, CTO, y MPU clasifican como material no peligroso conforme a los límites de la normatividad utilizada. De acuerdo a los resultados obtenidos el material en estudio tiene potencial para ser utilizado como material puzolánico y agregado fino en mezclas de mortero sin presentar dificultades por la posible contaminación de lixiviados (texto tomado de l fuente).

High productions of solid waste create the need of searching new alternatives of use or disposal. As a result, there is a need to implement new materials in construction, one of the most material demanding industries generating high amounts of CO2. This research explores the possibility of valorization of: 1) a secondary copper slag (EC) generated in BRONALCO LTDA as puzzolanic material, 2) fine copper slag (ECF) in the production of cements and as fine aggregate material, and 3) coarse copper slag (ECG) in the production of mortars. The puzzolanic activity of the ECF is evaluated using the method established in ASTM C 311 by means of the index (IAR). The ECG was evaluated in partial substitutions for the sand in mortars of (12.5% - 18.75% - 25% -31.25%, 37.5% - 43.75% -50%). It was found that the ECF meets the resistance conditions with an IAR of 67.37% at 7 days and 78.56% at 28 days, the mortars replaced with EFG in 43% present the best results with respect to the pattern, increasing up to 15% in compressive strength. In the environmental assessment using EPA 1311 standard, leachates were studied for heavy metals Pb, Cu and Fe in EC and A37 and A43 mortars, finding that EC has high levels of Pb leachates: 826 mg/L and Cu:55,958 mg/L, exceeding the limits of the Pb standard: 5 mg/L, however, mortars A37 and A43 are within the limits established by standard A37(Pb): 0.132 mg/L and A43(Pb):0.03. According to the evaluation of leachate sulphides, chlorides and sulfates through European Standard EN 12457 it is resulted in ECG, MP and MA 43 samples classifying as inert material, while ECF, CTO, and MPU samples are classified as nonhazardous material according to the limits of the standard used. According to our results, the material under study has the potential to be used as pozzolanic material and fine aggregate in mortar mixtures without presenting difficulties due to the possible contamination of leachates.