Estudio de la hidratación de pastas de cemento adicionadas con catalizador de craqueo catalítico usado (FCC) de una refinería colombiana
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.14678Palabras clave:
pastas de cemento adicionado, reactividad puzolánica, productos de hidratación, calor de hidratación, catalizador de craqueo catalíticoResumen
En este artículo se analiza el efecto de la incorporación de un residuo industrial de una refinería de petróleo colombiana, conocido como catalizador de craqueo catalítico usado (FCC), en el proceso de hidratación de pastas cementicias. Para tal efecto, se prepararon pastas de cemento Pórtland ordinario (OPC) adicionadas en porcentajes del 10 y 20% de FCC como reemplazo de la cantidad de cemento. La reactividad puzolánica del material y el tipo de productos de hidratación se determinó mediante difracción de rayos X (DRX) y análisis termogravimétrico (TG/DTG). Adicionalmente, se determinó el calor de hidratación liberado con base en la norma ASTM C186. Los resultados indican que el proceso de hidratación de pastas adicionadas con FCC es altamente exotérmico como consecuencia de su actividad puzolánica a cortas edades. Las fases principales presentes en el proceso de hidratación de las pastas adicionadas con FCC fueron CSH, CAH y CASH, productossimilares a los obtenidos en pastas adicionadas con metacaolín.Descargas
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I. García-Lodeiro, A. Palomo, A. Fernández-Jiménez. “Alkali–aggregate reaction in activated fly ash systems”. Cem. Concr. Res. Vol. 37. 2007. pp. 175- 183. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2006.11.002
E. Gartner. “Industrially Interesting Approaches to Low CO2 Cements”. Cem. Concr. Res. Vol. 34. 2004. pp. 1489-1498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.01.021
C. A. Hendriks, E Worrell, D. de Jager, K. Blok, P. Riemer. “Emission reduction of greenhouse gases from the cement industry”. B. Eliasson, P. Riemer, A. Wokaun (Eds). Proc. of the 4th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies. Ed. Elserier. Oxford (UK). 1999. pp. 1.205. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-008043018-8/50150-8
M. I. Sánchez de Rojas, M. Frías. “The pozzolanic activity of different materials, its influence on the hydration heat in mortars”. Cem. Concr. Res. Vol. 26. 1996. pp. 203-213. DOI: https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00200-6
C.L. Hwang, D.H. Shen. “The effect of blast-furnace slag and fly ash on the hydration of Portland cement”. Cem. Concr. Res. Vol. 21. 1991. pp. 410-425. DOI: https://doi.org/10.1016/0008-8846(91)90090-5
M. D. Cohen, A. Bentur. “Durability of Portland cement-silica fume pastes in magnesium sulfate and sodium sulfate solutions”. ACI Materials Journal. Vol. 85. 1998. pp. 148-157.
J. H. Wu, W. L. Wu, K. C. Hsu. “The effect of waste oil-cracking catalyst on the compressive strength of cement pastes and mortars”. Cem. Concr. Res. Vol. 33. 2003. pp. 245-253. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)01006-2
M.V. Borrachero, J. Monzó, J. Payá, E. Peris-Mora, C. Vunda, S.Velázquez, L. Soriano. “El catalizador gastado de craqueo catalítico adicionado al cemento portland: las primeras 48 horas de curado y la evolución de la resistencia mecánica”. Proc. VIII Congreso Nacional de Propiedades Mecánicas de Sólidos. Gandia, España. 25-28 Junio 2002. pp. 579- 589
J. Payá, J. Monzó, M. V. Borrachero “Fluid catalyst residue (FC3R). An excellent mineral by-product for improving earling-strength development of cement mixtures”. Cem. Concr. Res. Vol. 29. 1999. pp. 1773- 1779. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(99)00164-7
N. Su, H.Y. Fang, Z. H. Chen, F. S. Liu. “Reuse of waste cataysts from petrochemical industries for cement substitution”. Cem. Concr. Res. Vol. 30. 2000. pp. 1773-1783. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00401-4
J. Payá, J. Monzó, M. V. Borrachero. “Physical, chemical and mechanical properties of fluid catalytic cracking catalyst residue (FC3R) blended cements”. Cem. Concr. Res. Vol. 31. 2001. pp. 57-61. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00432-4
J. Payá, J. Monzó, M. V. Borrachero, S. Velázquez, M. Bonilla. “Determination of the pozzolanic activity of fluid catalytic cracking residue. Thermogravimetric analyis studies on FC3R-lime pastes”. Cem. Concr. Res. Vol. 33. 2003. pp. 1085-1091. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(03)00014-0
J. Payá, J. Monzó, M. V. Borrachero, S. Velázquez. “Evaluation of the pozzolanic activity of fluid catalytic cracking catalyst residue (FC3R). Thermogravimetric analysis studies on FC3R-Portland cement pastes”. Cem. Concr. Res. Vol. 33. 2003. pp. 603-609. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)01026-8
Y. S. Tseng, C. L. Huang, K. C. Hsu. “The pozzolanic activity of a calcined waste FCC catalyst and its effect on the compressive strength of cementitious materials”. Cem. Concr. Res. Vol. 35. 2005. pp. 782- 787. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.04.026
J. Torres, R. Mejía de Gutiérrez. “Técnicas utilizadas en la producción y caracterización de puzolanas”. Revista de la Escuela Colombiana de Ingeniería. Vol. 59. 2005. pp. 24-28.
J. Torres, E. Baquero, A. Silva. “Evaluación de la actividad puzolánica de un residuo de la industria del petróleo”. Dyna. Vol. 76. 2009. pp. 49-53.
B. Pacewska, I. Wilinska, J. Kubissa. “Use of spent catalyst from catalytic cracking in fluidized bed as a new concrete additive”. Thermochimica Acta. Vol. 322. 1998. pp. 175-181. DOI: https://doi.org/10.1016/S0040-6031(98)00498-5
A. K. Shvarzman, K. Kovler, G. S. Grader, G. E. Shter. “Hydration of portlandite-metakaolin and Portland cement-metakaolin systems”. Proc. 11th International Congress on the Chemistry of Cement (ICCC). Durban. South Africa. 11 – 16 Mayo 2003.
M. Oriol, J. Pera “Pozzolanic activity of metakaolin under microwave treatment”. Cem. Concr. Res. Vol. 25. 1995. pp. 265-270. DOI: https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00007-0
M. Murat. “Hydration reaction and hardening of calcined clays and related minerals. II. Influence of mineralogical properties of the Raw-Kaolinite on the reactivity of metakaolinite”. Cem. Concr. Res. Vol. 13. 1983. pp. 511-518. DOI: https://doi.org/10.1016/0008-8846(83)90010-8
J. I. Bhatty. “A review of the application of thermal analysis to cement-admixture systems”. Thermochimica Acta. Vol. 189. 1991. pp. 313-350. DOI: https://doi.org/10.1016/0040-6031(91)87128-J
J. Torres, R. Mejía de Gutiérrez, R. Castello, C. Vizcayno. “Proceso de hidratación de pastas de OPC adicionadas con caolín tratado térmicamente”. Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia. Vol. 43. 2008. pp. 77-85.
J. Payá, M.V. Borrachero, J. Monzó, L.Soriano, S. Velásquez. “Cementos portland adicionados con puzolanas silicoaluminosas: Evaluación del calor de hidratación”. Proc. VIII Congreso Nacional de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia. Valencia. España. 15- 17 Junio 2004.
M. García de Lomas, M. I. Sánchez de Rojas, M. Frías. “Pozzolanic Reaction of a Spent Fluid Catalytic Cracking Catalyst in FCC-Cement Mortars”. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. Vol. 90. 2007. pp. 443-447. DOI: https://doi.org/10.1007/s10973-006-7921-7
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