tesis para optar al grado de licenciado en - Universidad del Bío-Bío
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UNIVERSIDAD DEL BIO BIO<br />
FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCION Y DISEÑO<br />
DEPARTAMENTO CIENCIAS DE LA CONSTRUCCION<br />
ESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION<br />
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE<br />
LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA<br />
CONSTRUCCION<br />
“ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION DE PUZOLANAS<br />
LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO”<br />
AUTOR : Sr. Alejandro Mella Stappung<br />
PROFESOR GUIA : Sr. Eduardo Pu<strong>en</strong>tes Bravo<br />
Concepción, Agosto <strong>de</strong>l 2004<br />
Dr. <strong>en</strong> Ci<strong>en</strong>cias Químicas
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
RESUMEN<br />
En la natur<strong>al</strong>eza se <strong>al</strong>berga una amplia gama <strong>de</strong> distintos tipos <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es,<br />
los que se pue<strong>de</strong>n clasificar <strong>en</strong> muchos grupo difer<strong>en</strong>tes, es así como se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran<br />
materi<strong>al</strong>es <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> metálico y no metálico, los que <strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong> sus<br />
características y <strong>de</strong>s<strong>de</strong> tiempos muy remotos hasta la actu<strong>al</strong>idad, han <strong>de</strong>spertado<br />
distintos tipos <strong>de</strong> intereses <strong>en</strong> el ser humano, empleándolos mediante la aplicación<br />
<strong>de</strong> distintos tipos <strong>de</strong> tecnologías. En Chile ha tomado un carácter primordi<strong>al</strong> <strong>para</strong> el<br />
<strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong>l país el primer grupo m<strong>en</strong>cionado, pues por sus características<br />
geográficas, el cobre por ejemplo, hace que la minería sea una <strong>de</strong> las activida<strong>de</strong>s<br />
que mayor aporte hace <strong>al</strong> crecimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong>l país. Sin embargo, el grupo <strong>de</strong> los no<br />
metálicos <strong>en</strong> países industri<strong>al</strong>izados ha causado el efecto contrario, <strong>de</strong>bido a que<br />
constituye un insumo bastante importante <strong>para</strong> la industria.<br />
Es precisam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> el segundo grupo don<strong>de</strong> sitiamos a la puzolana, nombre<br />
g<strong>en</strong>érico <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>, conociéndosele como c<strong>en</strong>iza volcánica (pumicita) y piedra<br />
pómez, <strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong> su granulometría. Fue ocupada tanto por griegos y romanos<br />
<strong>para</strong> crear sus gran<strong>de</strong>s imperios, lo que indica que hace ya bastante tiempo se<br />
conoc<strong>en</strong> las características excepcion<strong>al</strong>es <strong>de</strong> este materi<strong>al</strong>.<br />
Ti<strong>en</strong>e un orig<strong>en</strong> volcánico y otro orgánico, existi<strong>en</strong>do tanto las puzolanas<br />
natur<strong>al</strong>es como las artifici<strong>al</strong>es. En este trabajo se tratan las puzolanas natur<strong>al</strong>es,<br />
específicam<strong>en</strong>te las <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> volcánico, que se caracterizan por ser un materi<strong>al</strong><br />
poroso, cu<strong>al</strong>idad que adquiere <strong>al</strong> ser expulsada <strong>de</strong>l volcán cuando éste <strong>en</strong>tra <strong>en</strong><br />
erupción. S<strong>al</strong>e como lava volcánica que es rica <strong>en</strong> sílice, y <strong>en</strong> esas condiciones no<br />
existe como cuarzo sino que como un materi<strong>al</strong> fundido que está ll<strong>en</strong>o <strong>de</strong> gases,<br />
<strong>de</strong>bido a esto es expulsado <strong>de</strong>l volcán y cae posteriorm<strong>en</strong>te <strong>en</strong> un estado <strong>de</strong><br />
<strong>en</strong>friami<strong>en</strong>to por lo que no ti<strong>en</strong>e tiempo <strong>para</strong> <strong>al</strong>canzar la estructura crist<strong>al</strong>ina <strong>de</strong>l<br />
cuarzo, quedando como vidrio. Es precisam<strong>en</strong>te esa estructura <strong>de</strong> vidrio y <strong>de</strong> poros<br />
la que le da la característica y el v<strong>al</strong>or <strong>al</strong> materi<strong>al</strong>.<br />
1
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Que sea una estructura vítrea indica que posee un <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>n estructur<strong>al</strong>, por lo que le<br />
otorga una mayor reactividad.<br />
El cuarzo por ejemplo es una estructura crist<strong>al</strong>ina perfectam<strong>en</strong>te or<strong>de</strong>nada y<br />
con un bajo nivel <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía. En cambio el vidrio es una estructura <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>nada que<br />
posee un <strong>al</strong>to nivel <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía y no es reactivo porque no ti<strong>en</strong>e poros. Como la<br />
puzolana posee ambas cu<strong>al</strong>ida<strong>de</strong>s es como si la natur<strong>al</strong>eza hubiese <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>nado el<br />
cuarzo y lo hubiese dotado <strong>de</strong> poros. Esto hace que la puzolana sea un materi<strong>al</strong><br />
interesantísimo <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong>l <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es. Es precisam<strong>en</strong>te<br />
aquí don<strong>de</strong> se le ha estado trabajando tanto <strong>en</strong> Chile como <strong>en</strong> otros países,<br />
empleando la puzolana <strong>en</strong> la fabricación <strong>de</strong> <strong>al</strong>gunos materi<strong>al</strong>es como el cem<strong>en</strong>to,<br />
pues <strong>en</strong> combinación con el clínker reduce consi<strong>de</strong>rablem<strong>en</strong>te la utilización <strong>de</strong> éste.<br />
También se le emplea como adición <strong>en</strong> morteros y hormigones, don<strong>de</strong><br />
reacciona con sus compon<strong>en</strong>tes y produce distintos efectos; como evitar su<br />
<strong>de</strong>bilitami<strong>en</strong>to, impedir problemas <strong>de</strong> expansión y proporcionar mayor durabilidad a la<br />
estructura.<br />
Después <strong>de</strong> haber an<strong>al</strong>izado las características y propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> la puzolana,<br />
cosa que no fue muy fácil <strong>de</strong>bido a que hay poca información refer<strong>en</strong>te <strong>al</strong> tema, se<br />
procedió a <strong>de</strong>sarrollar la etapa experim<strong>en</strong>t<strong>al</strong> <strong>de</strong>l proyecto.<br />
Se logra llevar a cavo la incorporación <strong>de</strong> puzolana a la masa cerámica <strong>de</strong>l<br />
ladrillo, an<strong>al</strong>izándose el comportami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> las probetas mediante mediciones <strong>de</strong>:<br />
D<strong>en</strong>sidad, Absorción, Conductividad Térmica y Resist<strong>en</strong>cia a la Compresión.<br />
Los resultados obt<strong>en</strong>idos <strong>en</strong> esta experi<strong>en</strong>cia fueron bastante <strong>al</strong><strong>en</strong>tadores,<br />
sobre todo <strong>en</strong> lo que se refiere a la Conductividad Térmica.<br />
2
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
INDICE<br />
RESUMEN .................................................................................................................. 1<br />
INTRODUCCION......................................................................................................... 8<br />
HIPOTESIS ................................................................................................................. 9<br />
OBJETIVO GENERAL.............................................................................................. 10<br />
OBJETIVOS ESPECIFICOS..................................................................................... 10<br />
1.0 CAPITULO I : EL LADRILLO ............................................................................. 12<br />
1.1 GENERALIDADES DEL LADRILLO.................................................................... 12<br />
1.1.1 DEFINICION DE LADRILLO....................................................................... 12<br />
1.1.2 SITUACION NORMATIVA DEL LADRILLO EN CHILE .............................. 13<br />
1.2 MATERIAS PRIMAS EMPLEADAS EN LA FABRICACION DEL LADRILLO ....... 14<br />
1.2.1 LAS ARCILLAS .......................................................................................... 14<br />
1.2.2 CLASIFICACION Y CARACTERISTICAS DE LAS ARCILLAS .................. 16<br />
1.2.2.1 LA CAOLINITA. .................................................................................... 17<br />
1.2.2.2 LA ILITA................................................................................................ 17<br />
1.2.2.3 LA MONTMORILLONITA. .................................................................... 17<br />
1.2.3 PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS.......................................................... 18<br />
1.2.3.1 PLASTICIDAD. ..................................................................................... 18<br />
1.2.3.2 INESTABILIDAD DE VOLUMEN. ......................................................... 19<br />
1.2.3.3 SUPERFICIE ESPECIFICA.................................................................. 20<br />
1.2.3.4 COHESION INTERNA.......................................................................... 20<br />
1.2.3.5 CAPACIDAD DE ABSORCION. ........................................................... 21<br />
1.2.3.6 TRANSFORMACION POR MEDIO DE CALOR................................... 21<br />
1.2.3.7 HIDRATACION E HINCHAMIENTO..................................................... 22<br />
1.2.3.8 TIXOTROPIA........................................................................................ 22<br />
1.2.4 LOS DESENGRASANTES ......................................................................... 23<br />
1.2.4.1 CAOLINES Y ARCILLAS CAOLINIFERAS........................................... 23<br />
1.3 TIPOS DE LADRILLOS CERAMICOS ................................................................. 24<br />
1.3.1 TIPO I “LADRILLOS CERAMICOS A MAQUINA” ..................................... 24<br />
1.3.2 TIPO II “LADRILLOS CERAMICOS A MANO” .......................................... 24<br />
1.4 CLASES DE LADRILLOS CERAMICOS.............................................................. 25<br />
3
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.4.1 LADRILLOS MACIZOS HECHOS A MAQUINA (MQM). ............................ 25<br />
1.4.2 LADRILLOS PERFORADOS HECHOS A MAQUINA (MQP). .................... 25<br />
1.4.3 LADRILLOS HUECOS HECHOS A MAQUINA (MQH)............................... 26<br />
1.4.4 LADRILLOS HECHOS A MANO (MNM)................................................... 27<br />
1.5 GRADOS DE LADRILLOS CERAMICOS............................................................. 27<br />
1.5.1 GRADO 1 ................................................................................................... 27<br />
1.5.2 GRADO 2 ................................................................................................... 27<br />
1.5.3 GRADO 3 ................................................................................................... 27<br />
1.5.4 GRADO 4 ................................................................................................... 28<br />
1.6 ABSORCION DE AGUA....................................................................................... 28<br />
1.7 PROCESO DE FABRICACION DEL LADRILLO .................................................. 29<br />
1.7.1 PROCESO DE FABRICACION DE LADRILLOS POR VIA SECA ............. 29<br />
1.7.1.1 MATERIA PRIMA. ................................................................................ 30<br />
1.7.1.2 MOLIENDA........................................................................................... 30<br />
1.7.1.3 HARNEADO Y CLASIFICACION.......................................................... 30<br />
1.7.1.4 DOSIFICACION GRANULOMETRICA. ................................................ 31<br />
1.7.1.5 PRENSADO EN SECO. ....................................................................... 31<br />
1.7.1.6 SECADO. ............................................................................................. 31<br />
1.7.1.7 COCCION............................................................................................. 32<br />
1.7.1.8 EMBALAJE........................................................................................... 32<br />
1.7.2 PROCESO DE FABRICACION DE LADRILLOS POR VIA SEMI HUMEDA<br />
.......................................................................................................................... 32<br />
1.7.2.1 MATERIAS PRIMAS............................................................................. 32<br />
1.7.2.2 DOSIFICACION.................................................................................... 33<br />
1.7.2.3 MOLIENDA........................................................................................... 34<br />
1.7.2.4 LAMINACION. ...................................................................................... 35<br />
1.7.2.5 ALMACENAJE EN SILOS. ................................................................... 35<br />
1.7.2.6 MOLDEO. ............................................................................................. 36<br />
1.7.2.7 CORTE. ................................................................................................ 37<br />
1.7.2.8 SECADO. ............................................................................................. 38<br />
1.7.2.9 COCCION............................................................................................. 39<br />
1.8 CONSIDERACIONES EN EL PRODUCTO FINAL............................................... 40<br />
2.0 CAPITULO I: LAS PUZOLANAS........................................................................ 42<br />
2.1 ORIGEN DEL TERMINO “PUZOLANA”. .............................................................. 42<br />
2.2 DEFINICION DE PUZOLANA. ............................................................................. 42<br />
4
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
2.3 BREVE HISTORIA DE LAS PUZOLANAS. .......................................................... 44<br />
2.4 CLASIFICACION DE LAS PUZOLANAS SEGUN EL ORIGEN. ........................... 45<br />
2.4.1 PUZOLANAS NATURALES. ...................................................................... 47<br />
2.4.2 PUZOLANAS ARTIFICIALES..................................................................... 51<br />
2.5 LAS PUZOLANAS EN CHILE Y SUS YACIMIENTOS.......................................... 52<br />
2.6 CARACTERIZACION DE LAS PUZOLANAS DE ORIGEN VOLCANICO. ........ 57<br />
2.6.1 COMPOSICION QUIMICA DE LAS PUZOLANAS. .................................... 57<br />
2.6.2 PROPIEDADES FISICAS DE LAS PUZOLANAS. .................................... 59<br />
2.6.3 CAUSAS DE LA ACTIVIDAD PUZOLANICA.............................................. 63<br />
2.6.3 CRITERIOS DE VALORACION DE LAS PUZOLANAS ............................. 64<br />
2.6.4 CRITERIOS CUALITATIVOS ..................................................................... 65<br />
2.6.4.1 QUIMICOS ........................................................................................... 66<br />
2.6.4.2 FISICOS ............................................................................................... 66<br />
2.6.5 CRITERIOS CUANTITATIVOS .................................................................. 67<br />
2.6.5.1 QUIMICOS ........................................................................................... 67<br />
2.6.5.2 FISICOS ............................................................................................... 69<br />
2.7 DESARROLLO DE LAS APLICACIONES DE LAS PUZOLANAS DE ORIGEN<br />
VOLCANICO: ESTADO DEL ARTE. ................................................................... 71<br />
2.7.1 APLICACION DE PUZOLANAS EN EL CEMENTO ................................... 71<br />
2.7.2 CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS SEGUN SUS COMPONENTES.. 72<br />
2.7.2.1 CEMENTOS PUZOLANICOS............................................................... 73<br />
2.7.3 APLICACION DE PUZOLANAS EN MORTEROS Y HORMIGONES........ 73<br />
2.7.4 APLICACION DE PUZOLANAS EN LA FABRICACION DE LADRILLO. ... 74<br />
2.7.5 APLICACIONES VARIAS. .......................................................................... 75<br />
2.7.5.1 PUZOLANAS VOLCANICAS ROJAS. .................................................. 75<br />
2.7.5.2 PUZOLANAS VOLCANICAS NEGRAS................................................ 76<br />
3.0 CAPITULO III: DESARROLLO EXPERIMENTAL. ............................................. 78<br />
3.1 CARACTERIZACION DE MATERIAS PRIMAS ................................................... 78<br />
3.1.1 ARCILLA..................................................................................................... 78<br />
3.1.1 PUZOLANA ................................................................................................ 79<br />
3.2 ACONDICIONAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS .............................................. 80<br />
3.2.1 MOLIENDA PRIMARIA............................................................................... 82<br />
5
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
3.2.2 MOLIENDA SECUNDARIA ........................................................................ 83<br />
3.2.3 TAMIZADO DE PUZOLANA....................................................................... 84<br />
3.2.3.1 PROCEDIMIENTO. .............................................................................. 85<br />
3.3 PROCESO DE FABRICACION DE LAS PLACAS................................................ 87<br />
3.3.1 MEDICION DE HUMEDAD DE MATERIAS PRIMAS................................. 87<br />
3.3.2 FORMULACIONES .................................................................................... 90<br />
3.3.3 MEZCLADO Y HUMECTACION............................................................... 111<br />
3.3.4 EXTRUSION............................................................................................. 113<br />
3.3.5 PREMOLDEADO...................................................................................... 116<br />
3.3.6 MOLDEADO Y PRENSADO..................................................................... 117<br />
3.3.7 SECADO .................................................................................................. 124<br />
3.3.8 CALCINACION ......................................................................................... 127<br />
3.4 EVALUACIONES............................................................................................... 130<br />
3.4.1 DENSIDAD ............................................................................................... 130<br />
3.4.2 ABSORCION ......................................................................................... 131<br />
3.4.2.1 PREPARACIoN DE LAS PROBETAS. ............................................... 131<br />
3.4.2.2 PROCEDIMIENTO. ............................................................................ 132<br />
3.4.3 CONDUCTIVIDAD TERMICA (λ) ............................................................ 134<br />
3.4.3.1 PREPARACION DE LAS PROBETAS. .............................................. 138<br />
3.4.3.2 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO DE MEDICION. ......................... 140<br />
3.4.3.3 PROCEDIMIENTO. ............................................................................ 141<br />
3.4.4 RESISTENCIA MECANICA ( COMPRESION) ......................................... 142<br />
3.4.4.1 PREPARACION DE LAS PROBETAS. .............................................. 142<br />
3.4.4.2 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO. .................................................. 144<br />
3.4.4.3 PROCEDIMIENTOS. ......................................................................... 145<br />
4.0 CAPITULO IV: RESULTADOS Y DISCUSION................................................. 147<br />
4.1 PROCESABILIDAD DE LAS COMPOSICIONES ARCILLA / PUZOLANA. ........ 147<br />
4.2 INFLUENCIA DE LA PRESION EN LA DENSIDAD DE LAS PROBETAS.......... 148<br />
4.3 INFLUENCIA DE LA GRANULOMETRIA DE LA PUZOLANA SOBRE LAS<br />
PROPIEDADES DE LA MASA CERAMICA....................................................... 148<br />
4.3.1 DENSIDAD. .............................................................................................. 148<br />
4.3.2 ABSORCION. ........................................................................................... 150<br />
6
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
4.3.3 CONDUCTIVIDAD TERMICA................................................................... 153<br />
4.3.4 RESISTENCIA MECANICA (COMPRESION). ......................................... 155<br />
4.4_INFLUENCIA DEL PORCENTAJE DE PUZOLANA SOBRE LAS PROPIEDADES<br />
DE LA MASA CERAMICA. ................................................................................ 158<br />
4.4.1 DENSIDAD .............................................................................................. 158<br />
4.4.2 ABSORCION. ........................................................................................... 160<br />
4.4.3 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA................................................................... 162<br />
4.4.4 RESISTENCIA A LA COMPRESION........................................................ 164<br />
CONCLUSIONES.................................................................................................... 166<br />
BIBLIOGRAFIA....................................................................................................... 167<br />
GLOSARIO ............................................................................................................. 169<br />
ANEXO.................................................................................................................... 173<br />
7
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
INTRODUCCION<br />
En el mundo exist<strong>en</strong> muchos países que son <strong>al</strong>tam<strong>en</strong>te volcánicos, como por<br />
ejemplo; It<strong>al</strong>ia, México, Guatem<strong>al</strong>a, El S<strong>al</strong>vador, etc.<br />
Chile pert<strong>en</strong>ece también a este grupo, si<strong>en</strong>do un país que posee una marcada y<br />
ext<strong>en</strong>sa cordillera <strong>en</strong> don<strong>de</strong> se <strong>al</strong>ojan volcanes t<strong>al</strong>es como el volcán Parinacota,<br />
volcán Llaima, volcán Antuco y volcán Lonquimay, <strong>en</strong>tre otros.<br />
Si bi<strong>en</strong> es cierto que la historia registra gran<strong>de</strong>s tragedias producidas por<br />
erupciones volcánicas, como lo ocurrido el año 79, <strong>al</strong> sur <strong>de</strong> It<strong>al</strong>ia, que tras la<br />
erupción <strong>de</strong>l Vesubio quedaron sepultadas las ciuda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Pompeya, Herculano y<br />
Stabias, se <strong>de</strong>be m<strong>en</strong>cionar que dichas erupciones a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> emitir gases, que <strong>en</strong><br />
su mayoría son tóxicos, hac<strong>en</strong> florecer otros elem<strong>en</strong>tos como lava, escorias y<br />
c<strong>en</strong>izas. D<strong>en</strong>tro <strong>de</strong> éstos se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra la pumicita, a la que los it<strong>al</strong>ianos llamaron<br />
“puzolana”, materi<strong>al</strong> que como ya se ha dicho, es <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> volcánico y que <strong>en</strong><br />
estado natur<strong>al</strong> se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra meteorizada conformando tobas. Ésta se ocupa <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
tiempos muy antiguos, mezclándola con otros materi<strong>al</strong>es <strong>para</strong> ser aplicados <strong>en</strong> la<br />
construcción.<br />
En la actu<strong>al</strong>idad la puzolana es utilizada princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te por la industria <strong>de</strong>l<br />
cem<strong>en</strong>to <strong>en</strong> la fabricación <strong>de</strong> cem<strong>en</strong>tos puzolánicos. En éstos, ha llegado a<br />
reemplazar <strong>al</strong>re<strong>de</strong>dor <strong>de</strong>l 35% <strong>de</strong>l clínker con notables b<strong>en</strong>eficios sobre la<br />
aplicabilidad, durabilidad y resist<strong>en</strong>cia mecánica <strong>de</strong> morteros y hormigones.<br />
En la base <strong>de</strong>l éxito <strong>al</strong>canzado por las puzolanas <strong>en</strong> la industria cem<strong>en</strong>tera se<br />
<strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran sus propieda<strong>de</strong>s físico-químicas particulares o elevada porosidad y gran<br />
reactividad química <strong>de</strong> su compon<strong>en</strong>te fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong>, la sílice.<br />
De las abundancia <strong>de</strong> las puzolanas <strong>en</strong> Chile así como <strong>de</strong> sus propieda<strong>de</strong>s<br />
físico-químicas particulares, ha surgido esta investigación que propone ev<strong>al</strong>uar el<br />
pot<strong>en</strong>ci<strong>al</strong> <strong>de</strong> la puzolana <strong>en</strong> la fabricación <strong>de</strong> otros materi<strong>al</strong>es <strong>de</strong> construcción t<strong>al</strong>es<br />
como el ladrillo.<br />
8
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
HIPOTESIS<br />
La incorporación <strong>de</strong> puzolana a la masa cerámica, <strong>de</strong>bería permitir la<br />
obt<strong>en</strong>ción <strong>de</strong> ladrillos con propieda<strong>de</strong>s térmicas y/o mecánicas mejoradas,<br />
<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong> la porosidad y reactividad química <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> <strong>en</strong> proceso <strong>de</strong><br />
meteorización.<br />
9
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
OBJETIVO GENERAL<br />
Investigar los b<strong>en</strong>eficios <strong>de</strong> la incorporación <strong>de</strong> puzolana a la masa cerámica<br />
<strong>de</strong>l ladrillo.<br />
OBJETIVOS ESPECIFICOS<br />
Recopilar información <strong>de</strong> las puzolanas <strong>de</strong>l medio loc<strong>al</strong>.<br />
Caracterizar las puzolanas disponibles loc<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>para</strong> aplicaciones<br />
industri<strong>al</strong>es. Estudio <strong>de</strong> propieda<strong>de</strong>s físicas, químicas y otras.<br />
Revisión <strong>de</strong> aplicaciones <strong>de</strong> puzolanas <strong>en</strong> el ámbito <strong>de</strong> la producción <strong>de</strong><br />
ladrillos cerámicos.<br />
Diseñar, Especificar y Producir pasta cerámica con puzolana.<br />
Ev<strong>al</strong>uar los efectos <strong>de</strong> la puzolana loc<strong>al</strong> sobre las propieda<strong>de</strong>s térmicas y/o<br />
mecánicas <strong>de</strong>l ladrillos.<br />
10
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.0 CAPITULO I<br />
EL LADRILLO<br />
11
1.0 CAPITULO I : EL LADRILLO<br />
1.1 GENERALIDADES DEL LADRILLO<br />
1.1.1 DEFINICION DE LADRILLO<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Entre los productos <strong>de</strong> arcilla que se obti<strong>en</strong><strong>en</strong> a través <strong>de</strong> cocción,<br />
comúnm<strong>en</strong>te conocidos como cerámicas, se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra el <strong>de</strong>nominado ladrillo, el cu<strong>al</strong><br />
está morfológicam<strong>en</strong>te <strong>de</strong>finido como un <strong>para</strong>lelepípedo rectangular, manufacturado<br />
con una mezcla porosa. Esta fue primitivam<strong>en</strong>te fabricada <strong>en</strong> forma artesan<strong>al</strong> y<br />
aunque hoy persiste esta técnica <strong>en</strong> <strong>al</strong>gunos t<strong>al</strong>leres, es <strong>en</strong> la actu<strong>al</strong>idad <strong>de</strong>rivado<br />
princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong> ciclos productivos industri<strong>al</strong>es, a<strong>de</strong>cuadam<strong>en</strong>te eficaces <strong>para</strong> la<br />
construcción.<br />
La materia prima princip<strong>al</strong> utilizada <strong>para</strong> la producción <strong>de</strong> ladrillos es la arcilla,<br />
la cu<strong>al</strong> esta constituida estructur<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>en</strong> base a sílice, <strong>al</strong>úmina y agua, y a<strong>de</strong>más<br />
cantida<strong>de</strong>s variables <strong>de</strong> hierro y otros materi<strong>al</strong>es <strong>al</strong>c<strong>al</strong>inos. Las partículas <strong>de</strong> estos<br />
materi<strong>al</strong>es son capaces <strong>de</strong> absorber higroscópicam<strong>en</strong>te hasta el 70% <strong>en</strong> peso, <strong>de</strong><br />
agua. Debido a esta característica, es que la arcilla, que <strong>en</strong> estado seco pres<strong>en</strong>ta un<br />
aspecto terroso, hidratada adquiere la plasticidad necesaria <strong>para</strong> ser mol<strong>de</strong>ada.<br />
Durante la fase <strong>de</strong> <strong>en</strong>durecimi<strong>en</strong>to (mediante secado o cocción), el materi<strong>al</strong><br />
arcilloso adquiere características <strong>de</strong> notable soli<strong>de</strong>z, con una disminución <strong>de</strong> masa<br />
(<strong>de</strong> <strong>al</strong>re<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> 5 a 15%) <strong>en</strong> proporción a su plasticidad inici<strong>al</strong>. De todos modos <strong>en</strong><br />
este docum<strong>en</strong>to se <strong>de</strong>t<strong>al</strong>la más sobre las propieda<strong>de</strong>s y características <strong>de</strong> las<br />
arcillas.<br />
12
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.1.2 SITUACION NORMATIVA DEL LADRILLO EN CHILE<br />
Las características <strong>de</strong> los ladrillos cerámicos están reguladas por diversas<br />
normas chil<strong>en</strong>as.<br />
Los requisitos que <strong>de</strong>b<strong>en</strong> cumplir los ladrillos arcillosos <strong>de</strong>stinados <strong>al</strong> empleo<br />
<strong>en</strong> construcciones están cont<strong>en</strong>idos <strong>en</strong> NCh169.Of2001: Ladrillos cerámicos -<br />
Clasificación y requisitos. A su vez, los métodos <strong>de</strong> <strong>en</strong>sayo <strong>para</strong> verificar estos<br />
requisitos, se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran establecidos <strong>en</strong> NCh167.Of2001: Construcción - Ladrillos<br />
cerámicos - Ensayos, y, <strong>en</strong> la NCh168.Of2001: Ladrillos cerámicos - Comprobación<br />
<strong>de</strong> forma y dim<strong>en</strong>siones.<br />
Algunas <strong>de</strong> las características <strong>de</strong>finidas <strong>en</strong> NCh169.Of2001, son<br />
complem<strong>en</strong>tadas por las normas <strong>de</strong> diseño. Por ejemplo, por NCh1928.Of93:<br />
Albañilería Armada - Requisitos <strong>para</strong> el diseño y cálculo y NCh2123.Of97: Albañilería<br />
confinada - Requisitos <strong>para</strong> el diseño y cálculo. Ambas normas fueron revisadas el<br />
año 2001 y 2002, con el fin <strong>de</strong> uniformar criterios <strong>de</strong> acuerdo a las modificaciones<br />
re<strong>al</strong>izadas sobre las normas <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es.<br />
La NCh169.Of2001 establece la clasificación y los requisitos que <strong>de</strong>b<strong>en</strong><br />
cumplir los ladrillos cerámicos <strong>de</strong> fabricación industri<strong>al</strong> (hechos a máquina), que se<br />
utilizan <strong>en</strong> la construcción <strong>de</strong> vivi<strong>en</strong>das, edificios y obras civiles <strong>en</strong> g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>. No se<br />
aplica a los ladrillos cerámicos artesan<strong>al</strong>es (hechos a mano), cuya clasificación se<br />
<strong>de</strong>t<strong>al</strong>la <strong>en</strong> la NCh2123.<br />
En el punto 1.3 <strong>de</strong> este capítulo se <strong>de</strong>t<strong>al</strong>la la clasificación <strong>de</strong> los distintos tipos<br />
<strong>de</strong> ladrillos cerámicos.<br />
13
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.2 MATERIAS PRIMAS EMPLEADAS EN LA FABRICACION DEL LADRILLO<br />
Las materias primas empleadas <strong>en</strong> la masa cerámica son materi<strong>al</strong>es<br />
princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te arcillosos.<br />
Dichos materi<strong>al</strong>es, como las arcillas plásticas, arcillas magras y fel<strong>de</strong>spatos<br />
son compuestos a base <strong>de</strong> sílice y <strong>al</strong>úmina, princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te.<br />
En el caso experim<strong>en</strong>t<strong>al</strong> <strong>de</strong> este trabajo se emplearon como materias primas,<br />
arcilla y caolín, prov<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tes <strong>de</strong> la ciudad <strong>de</strong> Santiago ( Ladrillos Princesa ), a<strong>de</strong>más<br />
<strong>de</strong>l aditivo <strong>en</strong> estudio, puzolana, prov<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la misma ciudad ( Cem<strong>en</strong>tos<br />
Polpaico ).<br />
A continuación se explica lo que son básicam<strong>en</strong>te estos elem<strong>en</strong>tos.<br />
1.2.1 LAS ARCILLAS<br />
Des<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista geológico las arcillas son miner<strong>al</strong>es natur<strong>al</strong>es que se<br />
formaron hace varios millones <strong>de</strong> años y que reún<strong>en</strong> las características peculiares <strong>de</strong><br />
composición y formación relacionadas con el curso <strong>de</strong> la evolución <strong>de</strong> la Tierra, y<br />
si<strong>en</strong>do más específico se pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>cir que son sedim<strong>en</strong>tos geológicos que provi<strong>en</strong><strong>en</strong><br />
<strong>de</strong> la <strong>de</strong>scomposición <strong>de</strong> rocas ricas <strong>en</strong> sílice y <strong>al</strong>úmina, princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />
fel<strong>de</strong>spato, inducida por los ag<strong>en</strong>tes atmosféricos (agua, <strong>en</strong>ergía luminosa, vi<strong>en</strong>tos,<br />
etc.). Pues bi<strong>en</strong>, esta no es la única <strong>de</strong>finición <strong>de</strong> este materi<strong>al</strong>, sino que también<br />
ti<strong>en</strong>e otras, como se muestra a continuación.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Definición:<br />
Las arcillas son cu<strong>al</strong>quier sedim<strong>en</strong>to o<br />
<strong>de</strong>pósito miner<strong>al</strong> que es plástico cuando se<br />
hume<strong>de</strong>ce y que consiste <strong>de</strong> un materi<strong>al</strong><br />
granuloso muy fino, formado por partículas muy<br />
pequeñas cuyo tamaño es inferior a 0.002 mm, y<br />
que se compon<strong>en</strong> princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong> silicatos <strong>de</strong><br />
<strong>al</strong>uminio hidratados.<br />
Los sedim<strong>en</strong>tos referidos <strong>en</strong> la <strong>de</strong>finición<br />
anterior son aquellos miner<strong>al</strong>es natur<strong>al</strong>es que se han <strong>de</strong>positado <strong>en</strong> los lechos <strong>de</strong><br />
lagos y mares por la acción <strong>de</strong> arrastre <strong>de</strong> los ríos.<br />
Con la ayuda <strong>de</strong> un microscopio electrónico, con el que es posible <strong>al</strong>canzar<br />
una amplificación <strong>de</strong> unos quince mil aum<strong>en</strong>tos, se observa una hojuela con los<br />
bor<strong>de</strong>s curvados hacia arriba, t<strong>al</strong> y como se muestra <strong>en</strong> la foto. Esta hojuela se<br />
asemeja a las placas <strong>de</strong> barro <strong>en</strong> un suelo secado, contraído y agrietado por el Sol.<br />
Por tanto, el término arcilla no sólo ti<strong>en</strong>e connotaciones miner<strong>al</strong>ógicas, sino<br />
también <strong>de</strong> tamaño <strong>de</strong> partícula, <strong>en</strong> este s<strong>en</strong>tido se consi<strong>de</strong>ran arcillas todas las<br />
fracciones con un tamaño <strong>de</strong> grano inferior a 0.002 mm.<br />
Las arcillas son constituy<strong>en</strong>tes es<strong>en</strong>ci<strong>al</strong>es <strong>de</strong> gran parte <strong>de</strong> los suelos y<br />
sedim<strong>en</strong>tos <strong>de</strong>bido a que son, <strong>en</strong> su mayor parte, productos fin<strong>al</strong>es <strong>de</strong> la<br />
meteorización <strong>de</strong> los silicatos que, formados a mayores presiones y temperaturas, <strong>en</strong><br />
el medio exóg<strong>en</strong>o se hidrolizan.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.2.2 CLASIFICACION Y CARACTERISTICAS DE LAS ARCILLAS<br />
La arcilla forma parte <strong>de</strong>l suelo fino, que es la fracción que pasa por el tamiz<br />
<strong>de</strong> 0,42 mm.<br />
Una lámina <strong>de</strong> arcilla no se pue<strong>de</strong> medir a simple vista, <strong>para</strong> esto se ocupa el<br />
microscopio electrónico, que suministra los medios <strong>para</strong> po<strong>de</strong>r medir el espaciado<br />
<strong>en</strong>tre los planos atómicos, es <strong>de</strong>cir, el espesor <strong>de</strong> la lámina. Las distancias así<br />
medidas se expresan <strong>en</strong> Angstroms (A). El espesor <strong>de</strong> una lámina va <strong>de</strong>s<strong>de</strong> 5.05 A,<br />
la lámina <strong>de</strong> sílice, a 4.93 A, la lámina <strong>de</strong> <strong>al</strong>úmina.<br />
Todas las arcillas están compuestas <strong>de</strong> miner<strong>al</strong>es arcillosos, la difracción <strong>de</strong><br />
rayos X, ha hecho posible el análisis <strong>de</strong>t<strong>al</strong>lado <strong>de</strong> arcillas individu<strong>al</strong>es y el estudio <strong>de</strong><br />
los difer<strong>en</strong>tes tipos <strong>de</strong> miner<strong>al</strong>es arcillosos.<br />
Estos consist<strong>en</strong> <strong>en</strong> silicatos <strong>de</strong> <strong>al</strong>uminio, acompañados o no <strong>de</strong> silicatos <strong>de</strong><br />
hierro y magnesio. Algunos conti<strong>en</strong><strong>en</strong> elem<strong>en</strong>tos <strong>al</strong>c<strong>al</strong>inos como compon<strong>en</strong>tes<br />
es<strong>en</strong>ci<strong>al</strong>es.<br />
Ciertos materi<strong>al</strong>es arcillosos pue<strong>de</strong>n ser amorfos, pero no son compon<strong>en</strong>tes<br />
significativos <strong>de</strong> las arcillas norm<strong>al</strong>es ya que la mayoría <strong>de</strong> los miner<strong>al</strong>es arcillosos<br />
ti<strong>en</strong>e estructuras foliáceas.<br />
Las características <strong>de</strong> estas formas crist<strong>al</strong>inas son el factor más influy<strong>en</strong>te<br />
sobre las propieda<strong>de</strong>s físicas <strong>de</strong> una arcilla.<br />
Los princip<strong>al</strong>es miner<strong>al</strong>es arcillosos son:<br />
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1.2.2.1 LA CAOLINITA.<br />
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ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
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(H4 Al2 Si2 O9). Estas son arcillas muy estables a causa <strong>de</strong> su estructura<br />
inexpandible, se opone a la introducción <strong>de</strong> agua <strong>en</strong> sus retículos y <strong>al</strong> consigui<strong>en</strong>te<br />
efecto <strong>de</strong>sestabilizador <strong>de</strong> ésta. Son mo<strong>de</strong>radam<strong>en</strong>te plásticas. No pres<strong>en</strong>tan<br />
cuando se saturan, gran expansión o hinchami<strong>en</strong>to, por su poca capacidad <strong>de</strong><br />
ret<strong>en</strong>er cantida<strong>de</strong>s importantes <strong>de</strong> agua. Por lo mismo, este tipo <strong>de</strong> arcilla es<br />
muy difícil <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificar como t<strong>al</strong>. Su <strong>de</strong>nsidad es <strong>de</strong>l or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> 2.6 a 2.68.<br />
1.2.2.2 LA ILITA.<br />
( OH4 K (Si8-y Aly) (Al4 Fe4 Mg4 Mg6 ) O2-y
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ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.2.3 PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS<br />
Las importantes aplicaciones industri<strong>al</strong>es <strong>de</strong> este grupo <strong>de</strong> miner<strong>al</strong>es radican<br />
<strong>en</strong> sus propieda<strong>de</strong>s físico-químicas.<br />
Dichas propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>rivan, princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, <strong>de</strong>:<br />
- Su extremadam<strong>en</strong>te pequeño tamaño <strong>de</strong> partícula (inferior a 0.002 mm)<br />
- Su morfología laminar (filosilicatos)<br />
- Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición <strong>de</strong> carga <strong>en</strong> las<br />
láminas y a la pres<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> cationes débilm<strong>en</strong>te ligados <strong>en</strong> el espacio<br />
interlaminar.<br />
Las arcillas pose<strong>en</strong> cu<strong>al</strong>ida<strong>de</strong>s muy interesantes y complejas como:<br />
1.2.3.1 PLASTICIDAD.<br />
La arcilla <strong>en</strong> polvo se toma plástica a medida que se le aña<strong>de</strong> agua, pasando<br />
por un máximo, y luego disminuye su plasticidad <strong>al</strong> formarse una susp<strong>en</strong>sión que<br />
se<strong>para</strong> <strong>de</strong>masiado las laminillas <strong>de</strong> su estructura crist<strong>al</strong>ina. El que la arcilla sea más<br />
o m<strong>en</strong>os plástica, <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong> <strong>de</strong> que tipo <strong>de</strong> arcilla se trate.<br />
Las arcillas son emin<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te plásticas. Esta propiedad se <strong>de</strong>be a que el<br />
agua forma una <strong>en</strong>vuelta sobre las partículas laminares produci<strong>en</strong>do un efecto<br />
lubricante que facilita el <strong>de</strong>slizami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> unas partículas sobre otras cuando se<br />
ejerce un esfuerzo sobre ellas.<br />
La elevada plasticidad <strong>de</strong> las arcillas es consecu<strong>en</strong>cia, nuevam<strong>en</strong>te, <strong>de</strong> su<br />
morfología laminar, tamaño <strong>de</strong> partícula extremadam<strong>en</strong>te pequeño (elevada área<br />
superfici<strong>al</strong>) y <strong>al</strong>ta capacidad <strong>de</strong> hinchami<strong>en</strong>to.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
G<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, esta plasticidad pue<strong>de</strong> ser cuantificada mediante la<br />
<strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> los índices <strong>de</strong> Atterberg (Límite Líquido, Límite Plástico y Límite <strong>de</strong><br />
Retracción). Estos límites marcan una se<strong>para</strong>ción arbitraria <strong>en</strong>tre los cuatro estados<br />
o modos <strong>de</strong> comportami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> un suelo sólido, semisólido, plástico y semilíquido o<br />
viscoso.<br />
La relación exist<strong>en</strong>te <strong>en</strong>tre el límite líquido y el índice <strong>de</strong> plasticidad ofrece una<br />
gran información sobre la composición granulométrica, comportami<strong>en</strong>to, natur<strong>al</strong>eza y<br />
c<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> la arcilla. Existe una gran variación <strong>en</strong>tre los límites <strong>de</strong> Atterberg <strong>de</strong><br />
difer<strong>en</strong>tes miner<strong>al</strong>es <strong>de</strong> la arcilla, e incluso <strong>para</strong> un mismo miner<strong>al</strong> arcilloso, <strong>en</strong><br />
función <strong>de</strong>l catión <strong>de</strong> cambio. En gran parte, esta variación se <strong>de</strong>be a la difer<strong>en</strong>cia <strong>en</strong><br />
el tamaño <strong>de</strong> partícula y <strong>al</strong> <strong>grado</strong> <strong>de</strong> perfección <strong>de</strong>l crist<strong>al</strong>. En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, cuanto más<br />
pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el<br />
materi<strong>al</strong>.<br />
1.2.3.2 INESTABILIDAD DE VOLUMEN.<br />
Las arcillas admit<strong>en</strong> <strong>de</strong>l 15 <strong>al</strong> 50 % <strong>de</strong> agua. Al eliminarse l<strong>en</strong>tam<strong>en</strong>te, el agua<br />
agregada, por <strong>de</strong>secación la masa experim<strong>en</strong>ta una contracción que pue<strong>de</strong><br />
sobrepasar el 9 % line<strong>al</strong> y el 26 % cúbica. Esto se <strong>de</strong>be <strong>al</strong> hinchami<strong>en</strong>to que le<br />
produce la pres<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> agua. Por ejemplo, un bloque <strong>de</strong> arcilla plástica se agrieta <strong>al</strong><br />
<strong>de</strong>secarse por una razón <strong>de</strong> tipo mecánico. La pérdida <strong>de</strong> agua no se produce <strong>de</strong><br />
manera uniforme, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la tot<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> su masa, porque la arcilla mojada es<br />
impermeable e impi<strong>de</strong> la s<strong>al</strong>ida <strong>de</strong>l agua <strong>de</strong>s<strong>de</strong> su núcleo c<strong>en</strong>tr<strong>al</strong>. Por ello la<br />
<strong>de</strong>secación, con su consigui<strong>en</strong>te retracción, se produce primero <strong>en</strong> las capas<br />
superfici<strong>al</strong>es y como el núcleo manti<strong>en</strong>e su volum<strong>en</strong> todavía invariable,<br />
se produce la ruptura <strong>de</strong> la superficie por tracción <strong>en</strong> forma <strong>de</strong> grietas.<br />
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ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Es por ello que <strong>para</strong> la confección <strong>de</strong> ladrillos, es conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te que la mezcla<br />
cont<strong>en</strong>ga otro materi<strong>al</strong> aparte <strong>de</strong> la arcilla. Por ello las fábricas utilizan g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te,<br />
lo que llaman polvo <strong>de</strong> roca, pero <strong>en</strong> re<strong>al</strong>idad utilizan ar<strong>en</strong>a fina u otro materi<strong>al</strong><br />
granular apropiado, <strong>para</strong> aum<strong>en</strong>tar la permeabilidad, y se posibilite un secami<strong>en</strong>to<br />
más uniforme y sin agrietaduras.<br />
1.2.3.3 SUPERFICIE ESPECIFICA.<br />
La superficie específica o área superfici<strong>al</strong> <strong>de</strong> una arcilla se <strong>de</strong>fine como el área<br />
<strong>de</strong> la superficie externa más el área <strong>de</strong> la superficie interna (<strong>en</strong> el caso <strong>de</strong> que esta<br />
exista) <strong>de</strong> las partículas constituy<strong>en</strong>tes, por unidad <strong>de</strong> masa, expresada <strong>en</strong> m 2 /g.<br />
Las arcillas pose<strong>en</strong> una elevada superficie específica, muy importante <strong>para</strong><br />
ciertos usos industri<strong>al</strong>es <strong>en</strong> los que la interacción sólido-fluido <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong> directam<strong>en</strong>te<br />
<strong>de</strong> esta propiedad.<br />
1.2.3.4 COHESION INTERNA.<br />
Cuando la fuerza norm<strong>al</strong> <strong>en</strong>tre dos partículas se anula y pue<strong>de</strong> medirse aún<br />
una resist<strong>en</strong>cia <strong>al</strong> <strong>de</strong>slizami<strong>en</strong>to, se dice que existe una cohesión. Las arcillas son<br />
laminillas cargadas eléctricam<strong>en</strong>te y que por ello atra<strong>en</strong> partículas <strong>de</strong> agua <strong>para</strong><br />
neutr<strong>al</strong>izar su carga eléctrica natur<strong>al</strong>.<br />
La cohesión interna se <strong>de</strong>be a la acción <strong>de</strong> los geles coloid<strong>al</strong>es que hac<strong>en</strong> el<br />
papel <strong>de</strong> adhesivos, <strong>de</strong>terminando la aparición <strong>de</strong> fuerzas <strong>de</strong> atracción <strong>en</strong>tre las<br />
partículas o micelas <strong>de</strong> arcilla.<br />
20
1.2.3.5 CAPACIDAD DE ABSORCION.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Algunas arcillas <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran su princip<strong>al</strong> campo <strong>de</strong> aplicación <strong>en</strong> el sector <strong>de</strong><br />
los absorb<strong>en</strong>tes ya que pue<strong>de</strong>n absorber agua u otras moléculas <strong>en</strong> el espacio<br />
interlaminar o <strong>en</strong> los can<strong>al</strong>es estructur<strong>al</strong>es.<br />
La capacidad <strong>de</strong> absorción está directam<strong>en</strong>te relacionada con las<br />
características textur<strong>al</strong>es (superficie específica y porosidad) y se pue<strong>de</strong> hablar <strong>de</strong><br />
dos tipos <strong>de</strong> procesos que difícilm<strong>en</strong>te se dan <strong>de</strong> forma aislada: absorción (cuando<br />
se trata fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong> procesos físicos como la ret<strong>en</strong>ción por capilaridad) y<br />
adsorción (cuando existe una interacción <strong>de</strong> tipo químico <strong>en</strong>tre el adsorb<strong>en</strong>te, <strong>en</strong> este<br />
caso la arcilla, y el líquido o gas adsorbido, <strong>de</strong>nominado adsorbato).<br />
La capacidad <strong>de</strong> adsorción se expresa <strong>en</strong> porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> absorbato con<br />
respecto a la masa y <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>, <strong>para</strong> una misma arcilla, <strong>de</strong> la sustancia <strong>de</strong> que se<br />
trate. La absorción <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> arcillas absorb<strong>en</strong>tes es mayor <strong>de</strong>l 100% con respecto<br />
<strong>al</strong> peso.<br />
1.2.3.6 TRANSFORMACION POR MEDIO DE CALOR.<br />
Durante la cocción <strong>de</strong> las materias arcillosas, se produc<strong>en</strong> transformaciones<br />
físico -químicas, com<strong>en</strong>zando por la eliminación <strong>de</strong>l residuo <strong>de</strong> humedad que ro<strong>de</strong>a<br />
las partículas, la ignición <strong>de</strong> la materia orgánica, <strong>para</strong> continuar luego, con el<br />
<strong>de</strong>spr<strong>en</strong>dimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong>l agua químicam<strong>en</strong>te combinada, lo que modifica radic<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te<br />
sus propieda<strong>de</strong>s, hasta adquirir dureza, cohesión y sonoridad a la percusión, y lo que<br />
es más importante, una completa estabilidad.<br />
21
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.2.3.7 HIDRATACION E HINCHAMIENTO.<br />
La hidratación y <strong>de</strong>shidratación <strong>de</strong>l espacio interlaminar son propieda<strong>de</strong>s<br />
características <strong>de</strong> las esmectitas, y cuya importancia es cruci<strong>al</strong> <strong>en</strong> los difer<strong>en</strong>tes usos<br />
industri<strong>al</strong>es. Aunque hidratación y <strong>de</strong>shidratación ocurr<strong>en</strong> con in<strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>l tipo<br />
<strong>de</strong> catión <strong>de</strong> cambio pres<strong>en</strong>te, el <strong>grado</strong> <strong>de</strong> hidratación sí está ligado a la natur<strong>al</strong>eza<br />
<strong>de</strong>l catión interlaminar y a la carga <strong>de</strong> la lámina.<br />
La absorción <strong>de</strong> agua <strong>en</strong> el espacio interlaminar ti<strong>en</strong>e como consecu<strong>en</strong>cia la<br />
se<strong>para</strong>ción <strong>de</strong> las láminas dando lugar <strong>al</strong> hinchami<strong>en</strong>to. Este proceso <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong> <strong>de</strong>l<br />
b<strong>al</strong>ance <strong>en</strong>tre la atracción electrostática catión-lámina y la <strong>en</strong>ergía <strong>de</strong> hidratación <strong>de</strong>l<br />
catión. A medida que se interc<strong>al</strong>an capas <strong>de</strong> agua y la se<strong>para</strong>ción <strong>en</strong>tre las láminas<br />
aum<strong>en</strong>ta, las fuerzas que predominan son <strong>de</strong> repulsión electrostática <strong>en</strong>tre láminas,<br />
lo que contribuye a que el proceso <strong>de</strong> hinchami<strong>en</strong>to pueda llegar a disociar<br />
completam<strong>en</strong>te unas láminas <strong>de</strong> otras.<br />
1.2.3.8 TIXOTROPIA.<br />
La tixotropía se <strong>de</strong>fine como el f<strong>en</strong>óm<strong>en</strong>o consist<strong>en</strong>te <strong>en</strong> la pérdida <strong>de</strong><br />
resist<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> un coloi<strong>de</strong>, <strong>al</strong> amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo.<br />
Las arcillas tixotrópicas cuando son amasadas se conviert<strong>en</strong> <strong>en</strong> un verda<strong>de</strong>ro líquido.<br />
Si, a continuación, se las <strong>de</strong>ja <strong>en</strong> reposo recuperan la cohesión, así como el<br />
comportami<strong>en</strong>to sólido. Para que una arcilla tixotrópica muestre este especi<strong>al</strong><br />
comportami<strong>en</strong>to <strong>de</strong>berá poseer un cont<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> agua próximo a su límite líquido. Por<br />
el contrario, <strong>en</strong> torno a su límite plástico no existe posibilidad <strong>de</strong> comportami<strong>en</strong>to<br />
tixotrópico.<br />
22
1.2.4 LOS DESENGRASANTES<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Las materias primas ricas <strong>en</strong> arcilla (materi<strong>al</strong>es grasos) permitirían <strong>en</strong> principio<br />
obt<strong>en</strong>er elevadas características <strong>de</strong> c<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> los productos.<br />
Sin embargo las dificulta<strong>de</strong>s que pres<strong>en</strong>tan las arcillas <strong>de</strong>masiado plásticas se<br />
<strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> los procesos productivos, se <strong>de</strong>be disponer <strong>de</strong> un cierto marg<strong>en</strong> <strong>de</strong><br />
error, tanto por la inconstancia <strong>de</strong> la materia prima como por las norm<strong>al</strong>es<br />
<strong>de</strong>fici<strong>en</strong>cias organizaciones y funcion<strong>al</strong>es. Se requier<strong>en</strong> materias primas <strong>de</strong> mas fácil<br />
comportami<strong>en</strong>to.<br />
Los <strong>de</strong>s<strong>en</strong>grasantes están constituidos g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te por gránulos que<br />
permanec<strong>en</strong> inertes <strong>en</strong> la fase <strong>de</strong> secado y que reaccionan <strong>en</strong> la fase <strong>de</strong> cocción con<br />
la masa formando nuevos compon<strong>en</strong>tes, aquí por ejemplo <strong>en</strong>contramos el caolín.<br />
1.2.4.1 CAOLINES Y ARCILLAS CAOLINIFERAS.<br />
Un caolín es una roca que conti<strong>en</strong>e una cierta proporción <strong>de</strong> miner<strong>al</strong>es <strong>de</strong>l<br />
grupo <strong>de</strong> caolín, que pue<strong>de</strong> ser económicam<strong>en</strong>te extraída y conc<strong>en</strong>trada. Se trata,<br />
g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, <strong>de</strong> una arcosa o ar<strong>en</strong>a caolínifera, granito o gneis caolinitizado, que<br />
es necesario procesar <strong>para</strong> <strong>en</strong>riquecer <strong>en</strong> miner<strong>al</strong>es <strong>de</strong>l grupo <strong>de</strong>l caolín.<br />
La arcilla caolinífera es también un caolín <strong>en</strong> s<strong>en</strong>tido amplio. Igu<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, se<br />
trata <strong>de</strong> una arcilla compuesta, fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, <strong>de</strong> miner<strong>al</strong>es <strong>de</strong>l grupo <strong>de</strong>l caolín.<br />
Esta no se procesa, se usa t<strong>al</strong> cu<strong>al</strong>, e inici<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te los porc<strong>en</strong>tajes <strong>en</strong> miner<strong>al</strong>es <strong>de</strong>l<br />
grupo <strong>de</strong>l caolín son más <strong>al</strong>tos que <strong>en</strong> el caolín (>50%). Cuando el caolín se usa <strong>para</strong><br />
cerámica blanca recibe la <strong>de</strong>nominación <strong>de</strong> China Clay.<br />
El caolín, t<strong>al</strong> como se obti<strong>en</strong>e <strong>en</strong> una explotación miner<strong>al</strong> (caolín bruto/todo<br />
uno) posee un cont<strong>en</strong>ido variable <strong>de</strong> caolinita y/o h<strong>al</strong>loysita que, a veces no llega <strong>al</strong><br />
20 %, a<strong>de</strong>más suele t<strong>en</strong>er cuarzo, fel<strong>de</strong>spatos, micas, y, <strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong> la roca<br />
madre otro tipo <strong>de</strong> miner<strong>al</strong>es accesorios.<br />
23
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Para conc<strong>en</strong>trar el miner<strong>al</strong> es preciso someterlo a difer<strong>en</strong>tes procesos que<br />
elev<strong>en</strong> el cont<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> filosilicatos por <strong>en</strong>cima <strong>de</strong>l 80 %. El producto fin<strong>al</strong>,<br />
g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, recibe el nombre <strong>de</strong> caolín lavado.<br />
Como la caolinita ti<strong>en</strong>e un tamaño <strong>de</strong> partícula muy pequeño, el lavado <strong>de</strong> las<br />
fracciones groseras conduce a un materi<strong>al</strong> con <strong>al</strong>to cont<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> caolinita. Es<br />
evi<strong>de</strong>nte que cuanto mayor sea el cont<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> fracciones finas <strong>de</strong>l caolín bruto,<br />
mayor será también el porc<strong>en</strong>taje <strong>en</strong> caolinita. Un caolín comerci<strong>al</strong> <strong>de</strong> <strong>al</strong>ta c<strong>al</strong>idad a<br />
p<strong>en</strong>as <strong>de</strong>berá t<strong>en</strong>er partículas superiores a las 20mm, lo que garantizaría una<br />
riqueza <strong>en</strong> caolinita superior <strong>al</strong> 80%.<br />
1.3 TIPOS DE LADRILLOS CERAMICOS<br />
Estos se clasificarán según su proceso <strong>de</strong> producción, <strong>en</strong> los tipos sigui<strong>en</strong>tes:<br />
1.3.1 TIPO I “LADRILLOS CERAMICOS A MAQUINA”<br />
Ladrillos producidos mediante procesos industri<strong>al</strong>es con maquinarias que<br />
amasan, mol<strong>de</strong>an y pr<strong>en</strong>san la pasta <strong>de</strong> arcilla <strong>para</strong> lograr un mejor producto fin<strong>al</strong>.<br />
1.3.2 TIPO II “LADRILLOS CERAMICOS A MANO”<br />
Ladrillos producidos por medios artesan<strong>al</strong>es, amasados a mano o con<br />
maquinaria elem<strong>en</strong>t<strong>al</strong> que no pr<strong>en</strong>sa la pasta <strong>de</strong> arcilla.<br />
24
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.4 CLASES DE LADRILLOS CERAMICOS<br />
Su clasificación será según sus características estructur<strong>al</strong>es <strong>en</strong> las clases que<br />
se indican a continuación.<br />
La nom<strong>en</strong>clatura utilizada será:<br />
- Mq = Ladrillo hecho a Máquina<br />
- Mn = Ladrillo hecho a mano<br />
1.4.1 LADRILLOS MACIZOS HECHOS A MAQUINA (MQM).<br />
Son ladrillos <strong>de</strong>l tipo I, compactos <strong>en</strong> toda su masa <strong>de</strong> las dim<strong>en</strong>siones que se<br />
establec<strong>en</strong> <strong>en</strong> la tabla 2 <strong>de</strong> norma NCh168 of 71. Admitirán perforaciones<br />
perp<strong>en</strong>diculares a sus caras mayores t<strong>al</strong>es que:<br />
a) El volum<strong>en</strong> tot<strong>al</strong> <strong>de</strong> ellas sea inferior o igu<strong>al</strong> <strong>al</strong> 5 % <strong>de</strong>l volum<strong>en</strong> <strong>de</strong>l ladrillo.<br />
b) La Superficie <strong>de</strong> una sección transvers<strong>al</strong> <strong>de</strong> cada perforación individu<strong>al</strong> será<br />
inferior o igu<strong>al</strong> a 6 cm2 y el eje mayor <strong>de</strong> la sección transvers<strong>al</strong> coincidirá con el<br />
eje longitudin<strong>al</strong> <strong>de</strong>l ladrillo, <strong>de</strong>bi<strong>en</strong>do quedar sus lados a lo m<strong>en</strong>os a 50 mm <strong>de</strong><br />
distancia <strong>de</strong>l bor<strong>de</strong> exterior <strong>de</strong>l ladrillo y a 30 mm <strong>en</strong>tre sí.<br />
1.4.2 LADRILLOS PERFORADOS HECHOS A MAQUINA (MQP).<br />
Son unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l tipo 1 <strong>de</strong> las dim<strong>en</strong>siones que se establec<strong>en</strong> <strong>en</strong> la tabla 2 <strong>de</strong> la<br />
norma NCh168 of 71. y que ti<strong>en</strong><strong>en</strong> perforaciones <strong>en</strong> su masa perp<strong>en</strong>diculares a las<br />
caras mayores t<strong>al</strong>es que:<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
a) El volum<strong>en</strong> tot<strong>al</strong> <strong>de</strong> ellas es superior <strong>al</strong> 5% e inferior o igu<strong>al</strong> <strong>al</strong> 45% <strong>de</strong>l volum<strong>en</strong><br />
<strong>de</strong>l ladrillo.<br />
b) El área transvers<strong>al</strong> <strong>de</strong> cada perforación individu<strong>al</strong>, será inferior o igu<strong>al</strong> a 6 cm2.<br />
c) El espesor <strong>de</strong> la cáscara <strong>de</strong> las caras <strong>de</strong>l ladrillo, será igu<strong>al</strong> o superior a 1O mm.<br />
d) El espesor <strong>de</strong> los tabiques que se<strong>para</strong> las celdas interiores <strong>de</strong>l ladrillo, será igu<strong>al</strong><br />
o superior <strong>en</strong> cu<strong>al</strong>quier s<strong>en</strong>tido.<br />
1.4.3 LADRILLOS HUECOS HECHOS A MAQUINA (MQH).<br />
Son unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l tipo 1, <strong>de</strong> las dim<strong>en</strong>siones que se establec<strong>en</strong> <strong>en</strong> la tabla 2 <strong>de</strong> la<br />
norma NCh168 of 71, que admit<strong>en</strong> huecos <strong>para</strong>lelos a cu<strong>al</strong>quiera <strong>de</strong> sus aristas,<br />
t<strong>al</strong>es que:<br />
a) El volum<strong>en</strong> tot<strong>al</strong> <strong>de</strong> ellos es superior <strong>al</strong> 45% <strong>de</strong>l volum<strong>en</strong> 1 tot<strong>al</strong> <strong>de</strong>l ladrillo.<br />
b) La cáscara <strong>de</strong>l ladrillo t<strong>en</strong>drá un espesor igu<strong>al</strong> o superior a10 mm <strong>en</strong> cu<strong>al</strong>quier<br />
cara y los tabiques interiores serán <strong>de</strong> espesor igu<strong>al</strong> o superior a 5 mm <strong>en</strong> cu<strong>al</strong>quier<br />
s<strong>en</strong>tido.<br />
c) El área transvers<strong>al</strong> <strong>de</strong> cada hueco individu<strong>al</strong> será igu<strong>al</strong> o inferior a 20 cm2.<br />
Los ladrillos <strong>de</strong> esta clase pue<strong>de</strong>n ser:<br />
a) MqHh: ladrillos con huecos horizont<strong>al</strong>es, son los que ti<strong>en</strong><strong>en</strong> los huecos <strong>para</strong>lelos<br />
a la cara <strong>de</strong> apoyo <strong>de</strong>l ladrillo.<br />
b) MqHv: ladrillos con huecos vertic<strong>al</strong>es; estos ti<strong>en</strong><strong>en</strong> los huecos dispuestos<br />
perp<strong>en</strong>dicularm<strong>en</strong>te a la cara <strong>de</strong> apoyo <strong>de</strong>l ladrillo.<br />
26
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.4.4 LADRILLOS HECHOS A MANO (MNM).<br />
Son ladrillos <strong>de</strong>l tipo II, <strong>de</strong> las dim<strong>en</strong>siones que se establec<strong>en</strong> <strong>en</strong> tabla 2 <strong>de</strong> la<br />
norma NCh168of 71. Deb<strong>en</strong> ser solo macizos <strong>en</strong> la tot<strong>al</strong>idad su masa, sin ninguna<br />
perforación ni hueco.<br />
1.5 GRADOS DE LADRILLOS CERAMICOS<br />
Se clasifican <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> sus características y requisitos<br />
g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>es, <strong>en</strong> los <strong>grado</strong>s que se indican a continuación:<br />
1.5.1 GRADO 1<br />
Son <strong>de</strong> resist<strong>en</strong>cia y durabilidad <strong>al</strong>ta, que cumpl<strong>en</strong> con las características y<br />
requisitos que se indican <strong>en</strong> la norma NCh168 of 71. En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> se consi<strong>de</strong>ran aptos<br />
<strong>para</strong> un bu<strong>en</strong> <strong>de</strong>sempeño <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> servicio extremas.<br />
1.5.2 GRADO 2<br />
Son <strong>de</strong> resist<strong>en</strong>cia y durabilidad mo<strong>de</strong>radas que cumpl<strong>en</strong> con las<br />
características y requisitos que se indican <strong>en</strong> la norma NCh168 of 71. En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> se<br />
consi<strong>de</strong>ran aptos <strong>para</strong> un <strong>de</strong>sempeño a<strong>de</strong>cuado <strong>en</strong> condiciones norm<strong>al</strong>es.<br />
1.5.3 GRADO 3<br />
Son <strong>de</strong> resist<strong>en</strong>cia y durabilidad regular que cumpl<strong>en</strong> con las características y<br />
requisitos que se indican <strong>en</strong> la norma NCh168 of 71. En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, se consi<strong>de</strong>ran aptos<br />
<strong>para</strong> un <strong>de</strong>sempeño aceptable <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> servicio norm<strong>al</strong>es.<br />
27
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.5.4 GRADO 4<br />
Son <strong>de</strong> resist<strong>en</strong>cia y durabilidad baja, que cumpl<strong>en</strong> con las características<br />
requisitos que se indican <strong>en</strong> la norma NCh168 of 71. En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> se consi<strong>de</strong>ran aptos<br />
sólo <strong>para</strong> <strong>de</strong>sempeño satisfactorio <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> servicio <strong>de</strong> exig<strong>en</strong>cias mínimas<br />
o sin exig<strong>en</strong>cias.<br />
Tabla 1 “Características <strong>de</strong> los ladrillos cerámicos”<br />
Grados <strong>de</strong> ladrillos cerámicos<br />
Requisitos mecánicos 1 2 3<br />
Resist<strong>en</strong>cia a la compresión,<br />
mínima (MPa)<br />
Clase <strong>de</strong> ladrillos cerámicos<br />
MqM MqP MqH MqP MqH MqP MqH<br />
15 15 15 11 11 5 5<br />
Absorción <strong>de</strong> agua, máxima % 14 14 14 16 16 18 18<br />
Adher<strong>en</strong>cia, mínima (MPa) 0,4 0,4 0,4 0,35 0,35 0,30 0,25<br />
1.6 ABSORCION DE AGUA<br />
La absorción <strong>de</strong> agua máxima <strong>para</strong> los distintos <strong>grado</strong>s <strong>de</strong> ladrillos cerámicos,<br />
se indican <strong>en</strong> Tabla 1 <strong>de</strong> la norma NCh169of 2001.<br />
El <strong>en</strong>sayo <strong>de</strong> absorción <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> los ladrillos cerámicos se re<strong>al</strong>iza según NCh<br />
167of54.<br />
28
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Tabla 2: “Características <strong>de</strong> los ladrillos cerámicos”<br />
Absorción <strong>de</strong> agua,<br />
máxima %<br />
CLASES DE LADRILLOS CERAMICOS<br />
1.7 PROCESO DE FABRICACION DEL LADRILLO<br />
Grado 1 Grado2 Grado3<br />
MqM MqP MqH MqP MqH MqP MqH<br />
14<br />
14 14 16 16 18 18<br />
Aunque exist<strong>en</strong> varios sistemas <strong>para</strong> la elaboración <strong>de</strong> ladrillos, estos se<br />
resum<strong>en</strong> princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>en</strong> dos;<br />
- Proceso <strong>de</strong> fabricación <strong>de</strong> ladrillos por vía seca.<br />
- Proceso <strong>de</strong> fabricación <strong>de</strong> ladrillos por vía semi húmeda.<br />
1.7.1 PROCESO DE FABRICACION DE LADRILLOS POR VIA SECA<br />
Refer<strong>en</strong>te <strong>al</strong> proceso <strong>de</strong> fabricación por vía seca, hay que aclarar que sólo es<br />
viable económicam<strong>en</strong>te siempre y cuando la materia prima esté <strong>en</strong> un estado <strong>de</strong><br />
humedad inferior <strong>al</strong> 10%. Esto <strong>para</strong> permitir la utilización <strong>de</strong> un verda<strong>de</strong>ro y propio<br />
molido <strong>en</strong> seco.<br />
La princip<strong>al</strong> v<strong>en</strong>taja <strong>de</strong> este método es la obt<strong>en</strong>ción <strong>de</strong> materi<strong>al</strong> fino muy<br />
superior <strong>al</strong> <strong>de</strong> cu<strong>al</strong>quier otro método, lo que lleva a re<strong>al</strong>izar con una materia prima <strong>de</strong><br />
una c<strong>al</strong>idad baja; productos <strong>de</strong> c<strong>al</strong>idad.<br />
29
1.7.1.1 MATERIA PRIMA.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
La materia prima ti<strong>en</strong>e que estar a una humedad inferior <strong>al</strong> 10% <strong>para</strong> po<strong>de</strong>r<br />
ser molida efici<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te. Este punto es crítico ya que no se pue<strong>de</strong> ni p<strong>en</strong>sar secar<br />
esta, por el costo prohibitivo que significaría.<br />
La c<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> la materia prima pue<strong>de</strong> ser inferior <strong>en</strong> cuanto a sus propieda<strong>de</strong>s<br />
respecto a otros métodos.<br />
1.7.1.2 MOLIENDA.<br />
La moli<strong>en</strong>da esta a cargo <strong>de</strong> dos maquinas; la primera un molino <strong>de</strong> rulos, y la<br />
segunda un molino <strong>de</strong> bolas.<br />
El molino <strong>de</strong> rulos estará a cargo <strong>de</strong> moler grano pequeño, mediano y gran<strong>de</strong>,<br />
mi<strong>en</strong>tras el molino <strong>de</strong> bolas se <strong>en</strong>cargara <strong>de</strong> la moli<strong>en</strong>da <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> imp<strong>al</strong>pable.<br />
En este punto se <strong>de</strong>bería incorporar a la masa cerámica el aditivo, <strong>para</strong> que<br />
este se homog<strong>en</strong>eizara perfectam<strong>en</strong>te. De lo contrario podríamos t<strong>en</strong>er efectos<br />
adversos <strong>en</strong> el pr<strong>en</strong>sado, por una m<strong>al</strong>a distribución granulométrica.<br />
1.7.1.3 HARNEADO Y CLASIFICACION.<br />
El harneado se produce g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te a través <strong>de</strong> harneros rotatorios los que<br />
harnean y clasificar inmediatam<strong>en</strong>te, <strong>en</strong>viando el materi<strong>al</strong> a los silos<br />
correspondi<strong>en</strong>tes.<br />
30
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.7.1.4 DOSIFICACION GRANULOMETRICA.<br />
La dosificación granulométrica es muy importante <strong>en</strong> este proceso, ya que no<br />
hay un ligante (agua <strong>en</strong> otro método) que una las partículas. Su única unión será por<br />
presión, por lo cu<strong>al</strong> solo una correcta y homogénea curva granulométrica t<strong>en</strong>drá los<br />
resultados <strong>de</strong>seados.<br />
Sin duda <strong>en</strong> este punto hay que t<strong>en</strong>er un gran control, ya que <strong>de</strong> lo contrario el<br />
producto pue<strong>de</strong> t<strong>en</strong>er serios problemas <strong>en</strong> los sigui<strong>en</strong>tes procesos.<br />
1.7.1.5 PRENSADO EN SECO.<br />
Como su nombre lo dice este proceso está a cargo <strong>de</strong> pr<strong>en</strong>sas que pue<strong>de</strong>n<br />
ser <strong>de</strong>l tipo hidráulicas o mecánicas, <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s dim<strong>en</strong>siones, y que g<strong>en</strong>eran<br />
gran<strong>de</strong>s presiones que incluso llegan a los 5000 kg/cm² . Es don<strong>de</strong> el materi<strong>al</strong> toma<br />
la forma <strong>de</strong> un ladrillo.<br />
Con este método <strong>de</strong> pr<strong>en</strong>sado <strong>en</strong> seco se obti<strong>en</strong><strong>en</strong> medidas muy precisas<br />
como consecu<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> las m<strong>en</strong>ores variaciones <strong>de</strong> volum<strong>en</strong> <strong>de</strong>bido a la f<strong>al</strong>ta <strong>de</strong><br />
contracción <strong>en</strong> secado.<br />
1.7.1.6 SECADO.<br />
El secado se hace básicam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> una cámara secadora, don<strong>de</strong> se extrae<br />
casi la tot<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> humedad que conti<strong>en</strong>e el materi<strong>al</strong>. El tiempo que necesita <strong>para</strong><br />
esta operación es <strong>de</strong> <strong>al</strong>re<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> 8 horas, <strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong>l r<strong>en</strong>dimi<strong>en</strong>to y el tipo <strong>de</strong><br />
secador.<br />
31
1.7.1.7 COCCION.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Existe una gran gama <strong>de</strong> hornos <strong>para</strong> la cocción <strong>de</strong>l producto, sin embargo los<br />
hornos tipo túnel, ya sean continuos o discontinuos, son los que mejores resultados<br />
pres<strong>en</strong>tan con respecto <strong>al</strong> consumo <strong>de</strong> combustible y c<strong>al</strong>idad <strong>de</strong>l producto.<br />
La cocción <strong>de</strong>l ladrillo se re<strong>al</strong>iza con una curva <strong>de</strong> temperatura lo más regular<br />
posible, y con un tiempo promedio (<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong>l tipo <strong>de</strong> horno) <strong>de</strong> <strong>al</strong>re<strong>de</strong>dor <strong>de</strong><br />
24 horas.<br />
1.7.1.8 EMBALAJE.<br />
A la s<strong>al</strong>ida <strong>de</strong>l horno, los ladrillos son colocados <strong>en</strong> p<strong>al</strong>lets <strong>para</strong> su futura<br />
comerci<strong>al</strong>ización.<br />
1.7.2 PROCESO DE FABRICACION DE LADRILLOS POR VIA SEMI HUMEDA<br />
Este proceso es el más usado a nivel mundi<strong>al</strong> <strong>para</strong> la fabricación <strong>de</strong> la ladrillos<br />
cerámicos, sin embargo este hecho no significa que sea s<strong>en</strong>cillo o el más económico,<br />
pero es el que se adapta mejor a las condiciones natur<strong>al</strong>es <strong>de</strong> la materia prima.<br />
1.7.2.1 MATERIAS PRIMAS.<br />
Al lado <strong>de</strong> las fabricas se <strong>de</strong>positan a m<strong>en</strong>udo gran<strong>de</strong>s cúmulos <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es<br />
y la cantidad que se acumula <strong>de</strong>be ser sufici<strong>en</strong>te <strong>para</strong> muchos meses <strong>de</strong> producción<br />
y <strong>en</strong> el mejor <strong>de</strong> los casos <strong>para</strong> todo el año. La forma <strong>de</strong> trasladar y movilizar esta<br />
32
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
materia prima es g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te re<strong>al</strong>izada por una retroexcavadora, <strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong><br />
los volúm<strong>en</strong>es.<br />
En Chile la industria Princesa extrae la materia prima <strong>de</strong>l mismo lugar <strong>de</strong> la<br />
planta lo que lógicam<strong>en</strong>te permite una economía <strong>en</strong> un ítem muy importante.<br />
1.7.2.2 DOSIFICACION<br />
Para esto existe una dosificadora llamada cajón <strong>al</strong>im<strong>en</strong>tador o dosificador. El<br />
Cajón Dosificador es un recipi<strong>en</strong>te metálico que <strong>de</strong>ja caer <strong>de</strong> a poco los terrones <strong>de</strong><br />
arcilla hacia una cinta transportadora que los introducirá a la sigui<strong>en</strong>te etapa <strong>de</strong><br />
molido.<br />
La princip<strong>al</strong> función <strong>de</strong>l cajón dosificador es la <strong>de</strong> hacer in<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te el<br />
funcionami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> las máquinas que trabajan <strong>en</strong> el inicio <strong>de</strong>l proceso, funcionando<br />
como pulmón <strong>en</strong> el caso <strong>de</strong> pequeñas y frecu<strong>en</strong>tes <strong>para</strong>das <strong>de</strong> <strong>al</strong>guna <strong>de</strong> ellas.<br />
En el caso <strong>de</strong> la empresa princesa una draga toma la arcilla que permaneció<br />
varios meses, y por medio <strong>de</strong> cintas transportadoras la lleva a un cajón dosificador.<br />
Esta draga "extrae" <strong>en</strong> forma vertic<strong>al</strong> <strong>de</strong> la cuña, homog<strong>en</strong>eizando el materi<strong>al</strong> que fue<br />
<strong>de</strong>positado horizont<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te.<br />
Otro Cajón Dosificador es ll<strong>en</strong>ado mediante un cargador front<strong>al</strong> con otra<br />
materia prima: El <strong>de</strong>s<strong>en</strong>grasante.<br />
Ambos cajones <strong>de</strong>jan caer los compon<strong>en</strong>tes <strong>en</strong> la proporción requerida,<br />
t<strong>en</strong>iéndose a<strong>de</strong>más, especi<strong>al</strong> cuidado <strong>en</strong> su c<strong>al</strong>idad, humedad y homog<strong>en</strong>eidad. La<br />
proporción que se utiliza específicam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> Industria Princesa es <strong>de</strong> 80% arcilla y<br />
un 20% <strong>de</strong> <strong>de</strong>s<strong>en</strong>grasante.<br />
33
1.7.2.3 MOLIENDA.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Las máquinas <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong> las dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es arcillosos<br />
ti<strong>en</strong><strong>en</strong> formas y acciones muy diversas.<br />
Algunos pose<strong>en</strong> una función secundaria, pero importante como la eliminación <strong>de</strong><br />
impurezas (piedras gran<strong>de</strong>s, ma<strong>de</strong>ra, raíces ).<br />
En industrias europeas <strong>de</strong> gran <strong>en</strong>vergadura las maquinas que <strong>en</strong> este proceso se<br />
utilizan (pue<strong>de</strong>n haber variaciones) son las que a continuación se muestran, sin<br />
embargo no todas son indisp<strong>en</strong>sables, pero sin duda afectan la c<strong>al</strong>idad <strong>de</strong>l proceso y<br />
<strong>de</strong>l producto fin<strong>al</strong>.<br />
- Desterronadora o <strong>de</strong>sm<strong>en</strong>uzadora: su función es <strong>de</strong>strozar , chocar con el<br />
materi<strong>al</strong> y hacer una aplastami<strong>en</strong>to primario <strong>al</strong> materi<strong>al</strong>.<br />
- Laminador se<strong>para</strong>dor <strong>de</strong> piedras: Como su nombre lo dice se<strong>para</strong> las piedras.<br />
Este proceso también se pue<strong>de</strong> re<strong>al</strong>izar con una m<strong>al</strong>la bajo el <strong>de</strong>sterronador pero<br />
lógicam<strong>en</strong>te, con m<strong>en</strong>os efici<strong>en</strong>cia.<br />
- Trituradora fragm<strong>en</strong>tadora: esta ti<strong>en</strong>e como función el resquebrajami<strong>en</strong>to por<br />
presión, <strong>de</strong> corte y <strong>de</strong> extrusión <strong>de</strong>bido a su paso por las rejillas.<br />
- Molino <strong>de</strong> rulos: su función es amasar y homog<strong>en</strong>eizar el materi<strong>al</strong>. Se compone<br />
por una rejilla circular y dos muelas que giran aplastando el materi<strong>al</strong> y pasándolo<br />
por una m<strong>al</strong>la <strong>de</strong> 15 a 20 mm. En este punto se <strong>de</strong>bería incorporar a la masa<br />
cerámica el aditivo, <strong>para</strong> que este se homog<strong>en</strong>eizara perfectam<strong>en</strong>te. La<br />
incorporación podría ser antes, pero <strong>en</strong> los procesos anteriores se pue<strong>de</strong> per<strong>de</strong>r<br />
mucho <strong>de</strong> este aditivo, lo que involucraría un costo mayor.<br />
En la empresa Industrias Princesa el proceso <strong>en</strong> este punto es el sigui<strong>en</strong>te:<br />
Una correa transportadora lleva las materias primas <strong>de</strong> los Cajones<br />
Dosificadores hacia el Molino. Este se <strong>en</strong>carga <strong>de</strong> moler el materi<strong>al</strong> así como el<br />
34
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
agregarle agua, con el fin <strong>de</strong> conseguir la mezcla húmeda, y la homog<strong>en</strong>eización<br />
necesaria.<br />
Esta máquina está compuesta por un gran recipi<strong>en</strong>te, el cu<strong>al</strong> conti<strong>en</strong>e el materi<strong>al</strong><br />
y don<strong>de</strong> dos ruedas giran constantem<strong>en</strong>te, aprisionando los terrones <strong>de</strong> arcilla contra<br />
el fondo, el cu<strong>al</strong> esta compuesto por un sistema <strong>de</strong> parrillas perforadas que hac<strong>en</strong> <strong>de</strong><br />
cedazo, impidi<strong>en</strong>do el paso <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s terrones hacia la etapa sigui<strong>en</strong>te.<br />
1.7.2.4 LAMINACION.<br />
El laminador ti<strong>en</strong>e como princip<strong>al</strong> función el aplastami<strong>en</strong>to, choque y<br />
estirami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la masa cerámica.<br />
Estos laminadores son los <strong>en</strong>cargados <strong>de</strong> reducir aún más la granulometría<br />
<strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>.<br />
El Laminador es una máquina accionada por un motor eléctrico, el cu<strong>al</strong> mueve<br />
dos o tres rodillos (<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong>l equipo), los que giran <strong>en</strong> s<strong>en</strong>tido contrario, por<br />
<strong>en</strong>tre los cu<strong>al</strong>es va pasando la arcilla. La tarea <strong>de</strong>termina que no existan terrones ni<br />
partículas mayores a 0,17 mm. <strong>de</strong> diámetro<br />
Nuevam<strong>en</strong>te, el materi<strong>al</strong> con una granulometría más fina y consist<strong>en</strong>cia<br />
homogénea, cae a una cinta transportadora la cu<strong>al</strong> lo conduce a la sigui<strong>en</strong>te etapa.<br />
1.7.2.5 ALMACENAJE EN SILOS.<br />
Es don<strong>de</strong> la materia prima se <strong>al</strong>mac<strong>en</strong>a <strong>para</strong> su posterior procesami<strong>en</strong>to. En<br />
la fabrica Princesa exist<strong>en</strong> dos silos <strong>en</strong> la planta. Estos consist<strong>en</strong> <strong>en</strong> dos gran<strong>de</strong>s<br />
recipi<strong>en</strong>tes <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> los cu<strong>al</strong>es se va verti<strong>en</strong>do el materi<strong>al</strong>.<br />
Para que el materi<strong>al</strong> esté homogéneo <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> la humedad<br />
la arcilla está <strong>de</strong> 24 a 48 horas <strong>en</strong> los silos. Su perman<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> estos recipi<strong>en</strong>tes se<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
fundam<strong>en</strong>ta <strong>en</strong> lograr que el materi<strong>al</strong> obt<strong>en</strong>ga un <strong>grado</strong> <strong>de</strong> homog<strong>en</strong>eidad a<strong>de</strong>cuado,<br />
<strong>para</strong> su posterior trabajo.<br />
Esto se logra mediante la simple <strong>de</strong>cantación <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>, producto <strong>de</strong> la<br />
cantidad <strong>de</strong>l mismo, la gravedad y la forma <strong>de</strong> los silos (embudo).<br />
1.7.2.6 MOLDEO.<br />
El proceso por el cu<strong>al</strong> la materia prima asume una forma bi<strong>en</strong> <strong>de</strong>terminada se<br />
<strong>de</strong>nomina mol<strong>de</strong>o. La forma <strong>de</strong> lograr el mol<strong>de</strong>o es a través <strong>de</strong>l pr<strong>en</strong>sado <strong>en</strong> húmedo<br />
o por el proceso <strong>de</strong> extrusión. Para nuestro caso la forma que nos interesa estudiar<br />
es el pr<strong>en</strong>sado por la maquina <strong>de</strong> extrusión.<br />
Durante las operaciones <strong>de</strong> pre-elaboración la materia prima se reduce a<br />
dim<strong>en</strong>siones diminutas, se lamina y luego se amasa, quedando mucho aire<br />
aprisionado <strong>en</strong> las cavida<strong>de</strong>s que se forman. La introducción <strong>de</strong>l tratami<strong>en</strong>to <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>sgasificación, ha permitido mejorar y lograr piezas <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s dim<strong>en</strong>siones. Este<br />
elem<strong>en</strong>to se le <strong>de</strong>nomina bomba <strong>de</strong> vacío y forma parte importante, <strong>de</strong> la maquina <strong>de</strong><br />
extrusión.<br />
El materi<strong>al</strong> que se introduce a la extrusora es húmedo, <strong>de</strong> plasticidad<br />
sufici<strong>en</strong>te <strong>para</strong> permitir su paso a través <strong>de</strong> un diafragma perforado ( mol<strong>de</strong> ). La<br />
fuerza necesaria es ejercida por una hélice giratoria <strong>en</strong> el interior <strong>de</strong> una <strong>en</strong>voltura<br />
anular.<br />
La hélice ti<strong>en</strong>e como función el transporte, la compactación, la compresión y la<br />
extrusión <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>. Cuando más gran<strong>de</strong> es la resist<strong>en</strong>cia a la extrusión, mayor<br />
<strong>de</strong>be ser la presión ejercida por la hélice.<br />
Se distingu<strong>en</strong> <strong>en</strong> la practica dos interv<strong>al</strong>os <strong>en</strong> los cont<strong>en</strong>idos <strong>de</strong> humedad<br />
<strong>de</strong> las pastas sometidos a extrusión, <strong>de</strong>finidos <strong>para</strong> pasta húmeda y <strong>para</strong> pasta semi<br />
húmeda.<br />
36
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
La primera compr<strong>en</strong><strong>de</strong> humedad <strong>de</strong>l 18 <strong>al</strong> 25%, <strong>en</strong> esta gama se pue<strong>de</strong>n<br />
producir casi todos los manufacturados <strong>de</strong> ladrillos (ladrillos macizos, huecos,<br />
bloques, b<strong>al</strong>dosines, campanas chim<strong>en</strong>eas, tejas, etc ).<br />
La extrusión <strong>en</strong> pasta semi húmeda, se elige <strong>para</strong> fabricar ladrillo macizos o<br />
perforados con un porc<strong>en</strong>taje máximo <strong>de</strong> orificios hasta <strong>de</strong>l 20-25%. La humedad <strong>de</strong><br />
las pastas varia <strong>en</strong>tre 13 y 16% y los materi<strong>al</strong>es arcillosos empleados proce<strong>de</strong>n<br />
frecu<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te <strong>de</strong> yacimi<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> bajo cont<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> agua. El método es muy<br />
frecu<strong>en</strong>te <strong>en</strong> Inglaterra, India, Africa y <strong>en</strong> Estados Unidos.<br />
1.7.2.7 CORTE.<br />
El sistema <strong>de</strong> corte consiste <strong>en</strong> parrillas <strong>de</strong> <strong>al</strong>ambres acerados, cuya distancia<br />
<strong>en</strong>tre sí <strong>de</strong>terminará la <strong>al</strong>tura <strong>de</strong>l ladrillo. Un operario vigila constantem<strong>en</strong>te el<br />
proceso, eliminando cu<strong>al</strong>quier ladrillo que haya quedado m<strong>al</strong> cortado. A<strong>de</strong>más, los<br />
<strong>al</strong>ambres suel<strong>en</strong> romperse, <strong>de</strong>bi<strong>en</strong>do <strong>de</strong>t<strong>en</strong>erse la línea <strong>de</strong> producción <strong>para</strong> ser<br />
reemplazados.<br />
El control <strong>de</strong> c<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> los procesos <strong>de</strong> extrusión y cortado es bastante<br />
importante, pues <strong>de</strong>terminan directam<strong>en</strong>te las características <strong>de</strong> diseño y terminación<br />
<strong>de</strong>l producto fin<strong>al</strong>.<br />
Los sistemas diseñados <strong>para</strong> las cortadoras permite biselar los cantos <strong>de</strong>l<br />
ladrillos, logrando <strong>de</strong> ésta manera una pres<strong>en</strong>tación mejorada <strong>de</strong> las caras a la vista,<br />
evitando la formación <strong>de</strong> "rebarba".<br />
Estas máquinas recib<strong>en</strong> el nombre <strong>de</strong> cortadora múltiple, el cu<strong>al</strong> <strong>de</strong>riva <strong>de</strong> la<br />
cantidad <strong>de</strong> unida<strong>de</strong>s que pue<strong>de</strong> cortar.<br />
Una serie <strong>de</strong> pinzas neumáticas transportan <strong>en</strong> forma aérea las unida<strong>de</strong>s<br />
cortadas hasta una correa transportadora, evitando el m<strong>en</strong>or contacto posible <strong>de</strong>l<br />
ladrillo húmedo <strong>en</strong> su cara <strong>de</strong> apoyo, <strong>para</strong> así lograr la mejor terminación <strong>de</strong> ambas<br />
caras.<br />
37
1.7.2.8 SECADO.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Al no po<strong>de</strong>rse apilar los ladrillos unos sobre otros, pues su humedad es<br />
bastante <strong>al</strong>ta y el ejercicio <strong>de</strong> la más mínima presión los <strong>de</strong>forma, una correa<br />
transportadora los conduce a una máquina que los va or<strong>de</strong>nando <strong>en</strong> ban<strong>de</strong>jas. Los<br />
ladrillos quedan <strong>de</strong> canto <strong>para</strong> mejor secado y ocupación <strong>de</strong> la capacidad tot<strong>al</strong> <strong>de</strong> las<br />
ban<strong>de</strong>jas.<br />
Al ll<strong>en</strong>arse una ban<strong>de</strong>ja, un asc<strong>en</strong>sor hidráulico las coloca <strong>en</strong> un módulo (carro<br />
<strong>de</strong> secado) <strong>de</strong> varios pisos, el cu<strong>al</strong> se <strong>de</strong>splazará sobre rieles <strong>para</strong> posteriorm<strong>en</strong>te<br />
seguir <strong>en</strong> el proceso <strong>de</strong> secado.<br />
Toda la fa<strong>en</strong>a está controlada electrónicam<strong>en</strong>te <strong>para</strong> el rápido or<strong>de</strong>nami<strong>en</strong>to<br />
<strong>de</strong> los ladrillos, así como el avance <strong>de</strong> los módulos por los rieles sin per<strong>de</strong>r espacio ni<br />
tiempo.<br />
Siempre exist<strong>en</strong> operarios que controlan y supervisan los procesos,<br />
eliminando cu<strong>al</strong>quier elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> c<strong>al</strong>idad <strong>de</strong>fectuosa y regulando los avances o<br />
<strong>de</strong>t<strong>en</strong>ciones <strong>de</strong> la línea.<br />
En la cámara <strong>de</strong> secado, la humedad g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>al</strong>canza el 100% y las<br />
temperaturas van <strong>de</strong> la ambi<strong>en</strong>te hasta los 100 o 120ºC<br />
Este es sin duda el punto crítico <strong>de</strong> la fabricación <strong>de</strong>l ladrillo. Es el re<strong>al</strong> "cuello<br />
<strong>de</strong> botella" <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l proceso productivo, pues funciona a máxima capacidad <strong>de</strong><br />
producción, las 24 horas durante todo el año, <strong>de</strong>terminando el ritmo <strong>de</strong> otras fa<strong>en</strong>as,<br />
o su ev<strong>en</strong>tu<strong>al</strong> <strong>de</strong>t<strong>en</strong>ción.<br />
Los ladrillos, apilados <strong>en</strong> ban<strong>de</strong>jas, son llevados por un sistema <strong>de</strong> rieles hacia<br />
la cámara <strong>de</strong> secado.<br />
Esta consiste <strong>en</strong> un espacio cerrado, con dos puertas <strong>de</strong> <strong>en</strong>tradas por un<br />
extremo, y dos <strong>de</strong> s<strong>al</strong>ida por otro, que se abr<strong>en</strong> y se cierran a medida que <strong>en</strong>tran los<br />
módulos con ban<strong>de</strong>jas <strong>de</strong> ladrillos "<strong>en</strong> ver<strong>de</strong>" (recién cortados). Estos van quedando<br />
unos <strong>al</strong> lado <strong>de</strong> otros, los que avanzan a una velocidad <strong>de</strong>terminada <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la<br />
38
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
cámara <strong>de</strong> secado, cuyo fin es reducir <strong>en</strong> forma gradu<strong>al</strong> el cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> humedad <strong>de</strong><br />
los ladrillos, <strong>de</strong> manera que no se produzcan fisuras o grietas.<br />
Para este proceso es necesario que las ban<strong>de</strong>jas permanezcan <strong>de</strong> 48 a 60<br />
horas <strong>en</strong> la secadora, <strong>para</strong> posteriorm<strong>en</strong>te ser conducidas a la cocción.<br />
El aire que intervi<strong>en</strong>e <strong>en</strong> el secado es traído <strong>de</strong>l <strong>en</strong>friami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> los hornos,<br />
por un sistema <strong>de</strong> tuberías recubiertas con materi<strong>al</strong> aislante que asegura el máximo<br />
aprovechami<strong>en</strong>to <strong>de</strong>l mismo.<br />
1.7.2.9 COCCION.<br />
El término cocción, utilizado <strong>para</strong> los productos cerámicos significa, someter<br />
las piezas a elevadas temperaturas, <strong>para</strong> conferirles la resist<strong>en</strong>cia mecánica<br />
necesaria <strong>para</strong> su utilización.<br />
El procesos <strong>de</strong> secado y especi<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te lo que respecta a cocción son<br />
críticos. Los tiempos <strong>de</strong> secado se rig<strong>en</strong> básicam<strong>en</strong>te por cuanto mayor es el<br />
gradi<strong>en</strong>te, mayores resultan las difer<strong>en</strong>cias <strong>de</strong> contracción <strong>en</strong>tre dos puntos; las<br />
difer<strong>en</strong>cias <strong>de</strong> contracción provocan t<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> compresión por el lado más<br />
húmedo y <strong>de</strong> tracción por el lado más seco que, si superan los v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> las fuerzas<br />
<strong>de</strong> cohesión, terminan g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te por fisurar la pieza.<br />
En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> los tiempos <strong>de</strong> perman<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> un ladrillos <strong>en</strong> un horno <strong>de</strong> túnel<br />
son <strong>de</strong> <strong>al</strong>re<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> 20 a 25 horas.<br />
En el proceso <strong>de</strong> emb<strong>al</strong>aje los carros <strong>al</strong> s<strong>al</strong>ir <strong>de</strong>l horno, son conducidos hacia<br />
el patio, don<strong>de</strong> una grúa horquilla provista <strong>de</strong> "un apriete" toma los paquetes <strong>de</strong><br />
ladrillos cocidos y los <strong>de</strong>posita sobre los p<strong>al</strong>lets <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ra, si<strong>en</strong>do <strong>en</strong>vueltos con<br />
plástico <strong>para</strong> su distribución.<br />
39
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
1.8 CONSIDERACIONES EN EL PRODUCTO FINAL<br />
Las consi<strong>de</strong>raciones que hay que t<strong>en</strong>er refer<strong>en</strong>te <strong>al</strong> producto que <strong>en</strong>tregan los<br />
dos procesos <strong>de</strong> fabricación anteriorm<strong>en</strong>te m<strong>en</strong>cionados son:<br />
- El producto re<strong>al</strong>izado por vía seca ti<strong>en</strong>e una m<strong>en</strong>or contracción <strong>en</strong> el secado y <strong>en</strong><br />
la cocción, lo que nos da un mayor control dim<strong>en</strong>sion<strong>al</strong> respecto a la fabricación<br />
vía semi húmeda.<br />
- La pres<strong>en</strong>tación <strong>de</strong> un ladrillo re<strong>al</strong>izado por vía seca es muy superior a uno<br />
re<strong>al</strong>izado por vía semi húmeda<br />
- Las formas <strong>de</strong> un ladrillo fabricado por vía seca son muy limitadas (producido por<br />
las limitaciones lógicas <strong>de</strong> la pr<strong>en</strong>sa), <strong>en</strong> com<strong>para</strong>ción a uno hecho por vía semi<br />
húmeda.<br />
- La resist<strong>en</strong>cia mecánica es inferior <strong>en</strong> un producto fabricado por vía seca, <strong>en</strong><br />
com<strong>para</strong>ción a uno re<strong>al</strong>izado por vía semi húmeda, <strong>en</strong> igu<strong>al</strong>dad <strong>de</strong> condiciones<br />
(sobre todo <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong> cocción).<br />
- La re<strong>al</strong>ización <strong>de</strong> un producto por vía seca pue<strong>de</strong> parecer más económico, ya que<br />
hay un m<strong>en</strong>or costo <strong>de</strong> secado, pero la cocción <strong>de</strong> este, t<strong>en</strong>drá que re<strong>al</strong>izarse a<br />
una temperatura más <strong>al</strong>ta <strong>para</strong> lograr un producto con propieda<strong>de</strong>s similares <strong>al</strong><br />
que se t<strong>en</strong>dría por vía semi húmeda. En re<strong>al</strong>idad el costo <strong>de</strong> secar y cocer un<br />
ladrillo, es similar <strong>en</strong> los dos métodos.<br />
40
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
2.0 CAPITULO II<br />
LA PUZOLANA<br />
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ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
2.0 CAPITULO I: LAS PUZOLANAS.<br />
2.1 ORIGEN DEL TERMINO “PUZOLANA”.<br />
Los griegos y romanos <strong>en</strong> su afán <strong>de</strong> construir y crear gran<strong>de</strong>s imperios fueron los<br />
primeros <strong>en</strong> conocer “La c<strong>al</strong>” con sus propieda<strong>de</strong>s cem<strong>en</strong>ticias. A ésta le agregaron<br />
materi<strong>al</strong>es natur<strong>al</strong>es que estaban a su <strong>al</strong>cance, quizás con el objeto <strong>de</strong> que<br />
participas<strong>en</strong> como áridos (inertes).<br />
El suelo don<strong>de</strong> florecieron estas civilizaciones ti<strong>en</strong>e una importante cobertura <strong>de</strong><br />
materi<strong>al</strong> piroclástico, obt<strong>en</strong>i<strong>en</strong>do morteros <strong>de</strong> <strong>al</strong>ta resist<strong>en</strong>cia y mayor durabilidad, un<br />
hecho que llevó <strong>al</strong> uso casi g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>izado <strong>de</strong> los aditivos volcánicos.<br />
Las más famosas explotaciones <strong>de</strong> rocas volcánicas estaban princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te<br />
situadas <strong>en</strong> Pouzzoles (It<strong>al</strong>ia), no lejos <strong>de</strong>l Vesubio, <strong>de</strong> <strong>al</strong>lí el nombre <strong>de</strong> puzolana.<br />
Puzolana pasa a ser el término g<strong>en</strong>érico <strong>de</strong> este materi<strong>al</strong>, pues <strong>de</strong> ahí se se<strong>para</strong>n<br />
distintos tipos, como lo son la pumicita, piedra pómez, etc..<br />
2.2 DEFINICION DE PUZOLANA.<br />
Las puzolanas se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran difundidas <strong>en</strong> las distintas zonas volcánicas; bi<strong>en</strong><br />
antiguas (texturas porfídicas) o bi<strong>en</strong> mo<strong>de</strong>rnas (texturas vítreas), y se conoc<strong>en</strong> con<br />
distintos nombres: puzolanas (It<strong>al</strong>ia, España, etc.), tierra <strong>de</strong> Santorín (Grecia), trass<br />
(r<strong>en</strong>ano, bávaro, rumano, ruso, etc.).<br />
El código ASTM (1992), <strong>en</strong> la <strong>de</strong>finición 618-78, <strong>de</strong>fine: "las puzolanas son<br />
materi<strong>al</strong>es silíceos o, que por sí solos posee poco o ningún v<strong>al</strong>or cem<strong>en</strong>tante, pero<br />
que finam<strong>en</strong>te divididos y <strong>en</strong> medio húmedo a temperatura ambi<strong>en</strong>te, reaccionan<br />
químicam<strong>en</strong>te con la c<strong>al</strong>, formando un compuesto con propieda<strong>de</strong>s cem<strong>en</strong>tantes.<br />
42
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Se emplea básicam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> la industria <strong>de</strong>l cem<strong>en</strong>to como adición <strong>al</strong> clínker <strong>para</strong><br />
obt<strong>en</strong>er cem<strong>en</strong>to con puzolanas o como sustitución <strong>de</strong>l cont<strong>en</strong>ido requerido <strong>de</strong><br />
cem<strong>en</strong>to <strong>en</strong> <strong>al</strong>gún <strong>de</strong>terminado tipo <strong>de</strong> hormigón.<br />
En términos g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>es, las puzolanas son materi<strong>al</strong>es <strong>de</strong> adición, <strong>de</strong> suma<br />
importancia, <strong>en</strong> la industria <strong>de</strong>l cem<strong>en</strong>to por su capacidad <strong>de</strong> atrapar la c<strong>al</strong> libre que<br />
queda <strong>en</strong> el clínker <strong>de</strong>spués <strong>de</strong>l proceso <strong>de</strong> sinterización <strong>de</strong> las materias primas,<br />
reduci<strong>en</strong>do el c<strong>al</strong>or <strong>de</strong> hidratación y los costos <strong>de</strong> producción.<br />
Dicho <strong>de</strong> otra manera se consi<strong>de</strong>ran g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te como puzolanas los<br />
materi<strong>al</strong>es que, car<strong>en</strong>tes <strong>de</strong> propieda<strong>de</strong>s cem<strong>en</strong>ticias y <strong>de</strong> actividad hidráulica<br />
por sí solos, conti<strong>en</strong><strong>en</strong> constituy<strong>en</strong>tes que se combinan con c<strong>al</strong> a temperaturas<br />
ordinarias y <strong>en</strong> pres<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> agua, dando lugar a compuestos perman<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te<br />
insolubles y estables que se comportan como conglomerantes hidráulicos. En t<strong>al</strong><br />
s<strong>en</strong>tido las puzolanas dan propieda<strong>de</strong>s cem<strong>en</strong>tantes a un conglomerante no<br />
hidráulico como es la c<strong>al</strong>.<br />
Son, por consigui<strong>en</strong>te, materi<strong>al</strong>es reactivos fr<strong>en</strong>te a la c<strong>al</strong> <strong>en</strong> las condiciones<br />
norm<strong>al</strong>es <strong>de</strong> fabricación ordinaria <strong>de</strong> conglomerados (morteros y hormigones).<br />
No se consi<strong>de</strong>ran como puzolanas aquellos otros materi<strong>al</strong>es inertes que, <strong>en</strong><br />
<strong>de</strong>terminadas condiciones extraordinarias <strong>de</strong> estado físico <strong>de</strong> división (elevada<br />
finura, gran superficie específica), o <strong>de</strong> reacción (tratami<strong>en</strong>tos hidrotérmicos con<br />
vapor <strong>de</strong> agua a presiones y temperaturas elevadas), pue<strong>de</strong>n dar lugar a<br />
compuestos hidráulicos. Así suce<strong>de</strong>, por ejemplo, con el cuarzo que finam<strong>en</strong>te<br />
molido y mezclado con c<strong>al</strong> forma silicatos cálcicos hidratados por tratami<strong>en</strong>to <strong>en</strong><br />
autoclave.<br />
Las puzolanas, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la industria <strong>de</strong>l cem<strong>en</strong>to <strong>en</strong> la que <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran<br />
ext<strong>en</strong>sa aplicación, ti<strong>en</strong><strong>en</strong> el carácter <strong>de</strong> adiciones hidráulicas a difer<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> las<br />
escorias, que son materi<strong>al</strong>es hidráulicos lat<strong>en</strong>tes, con propieda<strong>de</strong>s cem<strong>en</strong>ticias .<br />
43
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
2.3 BREVE HISTORIA DE LAS PUZOLANAS.<br />
En la historia <strong>de</strong> la civilización humana el <strong>de</strong>scubrimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es y<br />
<strong>de</strong> las acciones cem<strong>en</strong>tantes hidráulicas fue posterior <strong>al</strong> <strong>de</strong>scubrimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong>l<br />
fuego y <strong>de</strong>bió ser poco posterior <strong>al</strong> <strong>de</strong>scubrimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la cerámica. T<strong>al</strong><br />
<strong>de</strong>scubrimi<strong>en</strong>to, por lo que se refiere a los pueblos mediterráneos, <strong>de</strong>bió pasar<br />
<strong>de</strong> egipcios a griegos y romanos, si<strong>en</strong>do ampliado y perfeccionado <strong>en</strong> sucesivas<br />
etapas. Por razones <strong>de</strong> puro azar geográfico y geológico los griegos y romanos,<br />
primeros <strong>en</strong> conocer "la c<strong>al</strong>", pudieron adobarla con materi<strong>al</strong>es natur<strong>al</strong>es <strong>de</strong><br />
orig<strong>en</strong> volcánico que t<strong>en</strong>ían tan a mano. Es probable que el primer empleo <strong>de</strong><br />
estos materi<strong>al</strong>es fuera el <strong>de</strong> "áridos" <strong>en</strong> los morteros <strong>de</strong> c<strong>al</strong>, es <strong>de</strong>cir, el <strong>de</strong><br />
inertes. La observación <strong>de</strong>bió hacer el resto, y <strong>de</strong> la com<strong>para</strong>ción <strong>de</strong> la<br />
resist<strong>en</strong>cia y <strong>de</strong>l comportami<strong>en</strong>to g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> <strong>de</strong> los conglomerados hechos con c<strong>al</strong><br />
y con materi<strong>al</strong>es volcánicos y no volcánicos, surgió la nueva técnica <strong>de</strong> mezclar<br />
los primeros, ya como materi<strong>al</strong>es activos, con la c<strong>al</strong>, <strong>en</strong> polvo y <strong>en</strong> seco o <strong>en</strong><br />
húmedo, <strong>para</strong> obt<strong>en</strong>er los que han pasado a la historia como "cem<strong>en</strong>tos y<br />
morteros romanos", a base <strong>de</strong> c<strong>al</strong> y puzolana, o c<strong>al</strong>, puzolana y ar<strong>en</strong>a,<br />
respectivam<strong>en</strong>te. T<strong>al</strong>es materi<strong>al</strong>es fueron la tierra griega <strong>de</strong> Santorín y las<br />
c<strong>en</strong>izas y tobas romanas <strong>de</strong> Puzzuoli (o Puteoli), loc<strong>al</strong>idad que ha legado el<br />
nombre g<strong>en</strong>érico <strong>de</strong> puzolanas. (Ref. 1)<br />
Las puzolanas forman parte <strong>de</strong> los cem<strong>en</strong>tantes <strong>de</strong> estructuras antiguas <strong>en</strong><br />
Egipto, Grecia y Roma. Exist<strong>en</strong> evi<strong>de</strong>ncias que muestran su uso <strong>en</strong> el período<br />
<strong>de</strong> 3000 a 1500 A.C. Los antiguos ing<strong>en</strong>ieros <strong>en</strong>contraron que el uso <strong>de</strong> polvo<br />
fino <strong>de</strong> un materi<strong>al</strong> natur<strong>al</strong> o molido, podía ser utilizado <strong>para</strong> hacer cem<strong>en</strong>to, y<br />
consecu<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te construcciones <strong>de</strong> muy <strong>al</strong>ta c<strong>al</strong>idad. Reci<strong>en</strong>tes análisis han<br />
mostrado que éste cem<strong>en</strong>to fue <strong>en</strong>contrado <strong>en</strong> muchas partes <strong>de</strong> las gran<strong>de</strong>s<br />
pirámi<strong>de</strong>s con una edad aproximada <strong>de</strong> 4500 años y que están todavía <strong>en</strong> muy<br />
44
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
bu<strong>en</strong>as condiciones; esto contrasta con las re<strong>para</strong>ciones <strong>de</strong> los monum<strong>en</strong>tos<br />
egipcios con cem<strong>en</strong>to Pórtland, las cu<strong>al</strong>es se han agrietado y <strong>de</strong>gradado <strong>en</strong><br />
solam<strong>en</strong>te 50 años. El uso <strong>de</strong> puzolanas <strong>en</strong> varios países ti<strong>en</strong>e varias<br />
justificaciones, por ejemplo, la princip<strong>al</strong> razón <strong>para</strong> el uso <strong>de</strong> puzolanas <strong>en</strong> los<br />
Estados Unidos es el costo, <strong>de</strong>bido a que permite la reducción <strong>en</strong> el consumo <strong>de</strong><br />
cem<strong>en</strong>to, sin sacrificar las propieda<strong>de</strong>s básicas <strong>de</strong>l producto fin<strong>al</strong>.<br />
Las primeras aplicaciones <strong>en</strong> civilizaciones antiguas y los usos<br />
contemporáneos <strong>en</strong> Europa, Asia y América han mostrado que las puzolanas<br />
son materi<strong>al</strong>es muy útiles.<br />
2.4 CLASIFICACION DE LAS PUZOLANAS SEGUN EL ORIGEN.<br />
Las puzolanas, según su orig<strong>en</strong>, se clasifican <strong>en</strong> dos gran<strong>de</strong>s grupos: el <strong>de</strong><br />
las natur<strong>al</strong>es y el <strong>de</strong> las artifici<strong>al</strong>es, si bi<strong>en</strong> pue<strong>de</strong> existir un grupo intermedio<br />
constituido por puzolanas natur<strong>al</strong>es que se somet<strong>en</strong> a tratami<strong>en</strong>tos térmicos <strong>de</strong><br />
activación, análogos a los que se aplican <strong>para</strong> obt<strong>en</strong>er puzolanas artifici<strong>al</strong>es, con<br />
objeto <strong>de</strong> increm<strong>en</strong>tar su hidraulicidad. Estas puzolanas tratadas, activadas o<br />
<strong>en</strong>noblecidas, si bi<strong>en</strong> natur<strong>al</strong>es <strong>en</strong> orig<strong>en</strong>, pue<strong>de</strong>n consi<strong>de</strong>rarse como artifici<strong>al</strong>es<br />
<strong>en</strong> virtud <strong>de</strong>l tratami<strong>en</strong>to que recib<strong>en</strong>. Podrían <strong>de</strong>nominarse puzolanas mixtas o<br />
intermedias, por participar <strong>de</strong> los caracteres tanto <strong>de</strong> las natur<strong>al</strong>es como <strong>de</strong> las<br />
artifici<strong>al</strong>es.<br />
45
CLASE<br />
Puzolanas Natur<strong>al</strong>es<br />
Puzolanas Artifici<strong>al</strong>es<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CLASIFICACION DE LAS PUZOLANAS.<br />
CONSTITUYENTE ACTIVO<br />
ESCENCIAL<br />
MATERIAL<br />
PUZOLANICO<br />
1. Vidrio Volcánico. C<strong>en</strong>iza riolítica, toba riolítica,<br />
toba dacítica.<br />
2. Óp<strong>al</strong>o<br />
3- Miner<strong>al</strong>es <strong>de</strong> arcilla.<br />
a. Grupo <strong>de</strong> la caolinita<br />
b. Grupo <strong>de</strong> la<br />
montmorillonita.<br />
c. Grupo <strong>de</strong> la iluta.<br />
d. Mezclas <strong>de</strong> arcillas.<br />
4 . Ceolitas<br />
5. Óxidos <strong>de</strong> <strong>al</strong>uminio<br />
hidratados<br />
C<strong>en</strong>izas volantes (Fly ash).<br />
Esquistos bituminosos.<br />
Diatomita, radiolarita, chert<br />
op<strong>al</strong>ino<br />
Tobas y pumicitas<br />
<strong>al</strong>teradas, caolín.<br />
Pizarras op<strong>al</strong>inas,<br />
b<strong>en</strong>tonita.<br />
Arcillas <strong>de</strong> hidromicas.<br />
Silts y arcillas lacustres,<br />
<strong>de</strong>pósitos tipo playas<br />
Tobas y c<strong>en</strong>izas ceolíticas<br />
Bauxitas<br />
46
2.4.1 PUZOLANAS NATURALES.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Los materi<strong>al</strong>es puzolánicos natur<strong>al</strong>es están constituidos princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te por<br />
rocas eruptivas (y <strong>en</strong> particular efusivas o volcánicas, y <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> éstas por<br />
extrusivas), s<strong>al</strong>vo las <strong>de</strong> natur<strong>al</strong>eza orgánica <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> y formación sedim<strong>en</strong>taria.<br />
Tanto las masas eruptivas como las sedim<strong>en</strong>tarias que <strong>en</strong> la actu<strong>al</strong>idad<br />
constituy<strong>en</strong> los yacimi<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> puzolanas natur<strong>al</strong>es, estuvieron sometidas a lo<br />
largo <strong>de</strong>l tiempo a los ag<strong>en</strong>tes externos, por lo que, <strong>en</strong> parte, pose<strong>en</strong> también<br />
la condición <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es metamórficos.<br />
Las puzolanas natur<strong>al</strong>es incluy<strong>en</strong> materi<strong>al</strong>es <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> miner<strong>al</strong> y orgánico y<br />
están constituidas por rocas que pose<strong>en</strong> propieda<strong>de</strong>s puzolánicas intrínsecas y<br />
por aquellos materi<strong>al</strong>es <strong>en</strong> los cu<strong>al</strong>es la actividad puzolánica pue<strong>de</strong> ser<br />
inducida mediante tratami<strong>en</strong>tos térmicos.<br />
Las puzolanas natur<strong>al</strong>es g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te proce<strong>de</strong>n <strong>de</strong> rocas piroclásticas<br />
silíceas o sedim<strong>en</strong>tos sílico-<strong>al</strong>uminosos, <strong>de</strong> difer<strong>en</strong>tes <strong>grado</strong>s <strong>de</strong> litificación,<br />
estratificados o masivos.<br />
Los materi<strong>al</strong>es <strong>de</strong>nominados puzolanas natur<strong>al</strong>es pue<strong>de</strong>n t<strong>en</strong>er dos<br />
oríg<strong>en</strong>es distintos. Uno puram<strong>en</strong>te miner<strong>al</strong>, y otro orgánico.<br />
Las puzolanas natur<strong>al</strong>es <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> miner<strong>al</strong> son productos <strong>de</strong> transformación<br />
<strong>de</strong>l polvo y "c<strong>en</strong>izas" volcánicas que, como materi<strong>al</strong>es piroclásticos<br />
incoher<strong>en</strong>tes proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> erupciones explosivas, ricos <strong>en</strong> vidrio y <strong>en</strong> estado<br />
especi<strong>al</strong> <strong>de</strong> reactividad, son aptos <strong>para</strong> sufrir acciones <strong>en</strong>dóg<strong>en</strong>as<br />
(zeolitización y cem<strong>en</strong>tación) o exóg<strong>en</strong>as (argilizacion), <strong>de</strong> las cu<strong>al</strong>es las<br />
primeras son favorables y las segundas <strong>de</strong>sfavorables. Por una continuada<br />
acción atmosférica (meteorización) se convirtieron <strong>en</strong> tobas, es <strong>de</strong>cir, <strong>en</strong> rocas<br />
volcánicas, más o m<strong>en</strong>os consolidadas y compactas, crist<strong>al</strong>inas, líticas o<br />
47
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
vítreas, según su natur<strong>al</strong>eza. En su actividad suele t<strong>en</strong>er gran influ<strong>en</strong>cia la<br />
estructura física porosa producida por el escape <strong>de</strong> gases, lo que les confiere<br />
una gran superficie interna.<br />
Las puzolanas natur<strong>al</strong>es <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> orgánico son rocas sedim<strong>en</strong>tarias<br />
abundante <strong>en</strong> sílice hidratada y formadas <strong>en</strong> yacimi<strong>en</strong>tos o <strong>de</strong>pósitos que <strong>en</strong><br />
su orig<strong>en</strong> fueron submarinos, por acumulación <strong>de</strong> esqueletos y ca<strong>para</strong>zones<br />
silícicos <strong>de</strong> anim<strong>al</strong>es (infusorios radiolarios) o plantas (<strong>al</strong>gas diatomeas).<br />
Todas las propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> las puzolanas natur<strong>al</strong>es, y <strong>en</strong> particular<br />
aquellas que las hac<strong>en</strong> especi<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te aptas <strong>para</strong> su aprovechami<strong>en</strong>to <strong>en</strong> la<br />
industria <strong>de</strong> los conglomerantes hidráulicos, <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>n fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />
su composición y <strong>de</strong> su textura, las cu<strong>al</strong>es a su vez están íntimam<strong>en</strong>te<br />
relacionadas con su orig<strong>en</strong> y formación.<br />
Por lo tanto, y <strong>para</strong> <strong>de</strong>jar bi<strong>en</strong> establecidos tanto éstos como aquéllas, es<br />
conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te recordar <strong>al</strong>gunos conceptos miner<strong>al</strong>ógicos y petrográficos<br />
básicos.<br />
Se <strong>en</strong>ti<strong>en</strong><strong>de</strong> por miner<strong>al</strong> toda sustancia inorgánica <strong>de</strong> composición<br />
química <strong>de</strong>finida que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> la superficie o <strong>en</strong> las capas mas o m<strong>en</strong>os<br />
profunda <strong>de</strong> la corteza terrestre. (Ref. 1)<br />
Se da el nombre <strong>de</strong> roca a toda formación <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> natur<strong>al</strong> y carácter<br />
inorgánico que no pue<strong>de</strong> atribuirse a una sola especie miner<strong>al</strong>, sino que<br />
constituye aglomerados o conglomerados <strong>de</strong> individuos miner<strong>al</strong>es distintos.<br />
Por lo tanto, las puzolanas natur<strong>al</strong>es son <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> volcánico. Son<br />
productos miner<strong>al</strong>es con características composicion<strong>al</strong>es (silico<strong>al</strong>uminosos),<br />
estructur<strong>al</strong>es (estructura imperfecta o amorfa) y textur<strong>al</strong>es<br />
(grano fino) que los hac<strong>en</strong> aptos <strong>para</strong> su uso como aditivos activos <strong>en</strong> la<br />
industria <strong>de</strong>l cem<strong>en</strong>to. Se les utiliza porque contribuy<strong>en</strong> a la resist<strong>en</strong>cia <strong>de</strong>l<br />
cem<strong>en</strong>to; aunque la puzolana sola no ti<strong>en</strong>e propieda<strong>de</strong>s hidráulicas,<br />
48
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
combina su cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> sílice con la c<strong>al</strong> que libera el cem<strong>en</strong>to <strong>al</strong><br />
hidratarse, <strong>para</strong> formar compuestos con propieda<strong>de</strong>s hidráulicas.<br />
En estas rocas volcánicas, el constituy<strong>en</strong>te amorfo es vidrio producido<br />
por <strong>en</strong>friami<strong>en</strong>to brusco <strong>de</strong> la lava. Por ejemplo las c<strong>en</strong>izas volcánicas, las<br />
pómez, las tobas, la escoria y obsidiana.<br />
Rocas o suelos <strong>en</strong> las que el constituy<strong>en</strong>te silíceo conti<strong>en</strong>e óp<strong>al</strong>o, ya sea<br />
por la precipitación <strong>de</strong> la sílice <strong>de</strong> una solución o las arcillas c<strong>al</strong>cinadas por<br />
vía natur<strong>al</strong> a partir <strong>de</strong> c<strong>al</strong>or o <strong>de</strong> un flujo <strong>de</strong> lava, <strong>en</strong>tre estas están:<br />
Las acumulaciones <strong>de</strong> c<strong>en</strong>izas g<strong>en</strong>eradas durante las erupciones volcánicas<br />
explosivas, que por su <strong>al</strong>to cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es vítreos son prop<strong>en</strong>sas a sufrir<br />
reacciones como las requeridas <strong>para</strong> las puzolanas. Más tar<strong>de</strong> por procesos<br />
geológicos <strong>de</strong> <strong>en</strong>terrami<strong>en</strong>to estas c<strong>en</strong>izas se conviert<strong>en</strong> <strong>en</strong> tobas, las cu<strong>al</strong>es son<br />
rocas volcánicas bastante porosas, característica que les confiere una gran<br />
superficie interna favoreci<strong>en</strong>do su reactividad, <strong>en</strong>tonces, como puzolana sirve<br />
tanto el sedim<strong>en</strong>to como la roca.<br />
Las rocas y materi<strong>al</strong>es volcánicos <strong>en</strong> las que hay que consi<strong>de</strong>rar dos factores<br />
difer<strong>en</strong>tes controladores <strong>de</strong> la actividad puzolánica; por una parte, la composición<br />
química <strong>de</strong>l magma originario que <strong>de</strong>termina la <strong>de</strong> los productos, y por otra, la<br />
constitución y textura <strong>de</strong> los miner<strong>al</strong>es <strong>de</strong> dichas rocas, las cu<strong>al</strong>es <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>n <strong>de</strong> la<br />
velocidad <strong>de</strong> <strong>en</strong>friami<strong>en</strong>to y <strong>de</strong> los procesos <strong>de</strong> meteorización que los h<strong>al</strong>lan<br />
afectado. En las rocas volcánicas son especi<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te interesantes las rocas ácidas<br />
(ricas <strong>en</strong> cuarzo y fel<strong>de</strong>spato).<br />
Rocas o miner<strong>al</strong>es sedim<strong>en</strong>tarios ricos <strong>en</strong> sílice hidratada y formadas <strong>en</strong><br />
yacimi<strong>en</strong>tos submarinos, por acumulación <strong>de</strong> esqueletos y ca<strong>para</strong>zones <strong>de</strong><br />
radiolarios y diatomeas.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Algunas rocas y miner<strong>al</strong>es no puzolánicos <strong>de</strong> orig<strong>en</strong>, pero que <strong>al</strong> <strong>de</strong>scomponerse<br />
g<strong>en</strong>eran productos <strong>de</strong> natur<strong>al</strong>eza puzolánica, los cu<strong>al</strong>es son muy escasos <strong>en</strong> el<br />
mundo.<br />
En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> los princip<strong>al</strong>es <strong>de</strong>pósitos <strong>de</strong> puzolanas son <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> volcánico y se<br />
explotan <strong>de</strong> prefer<strong>en</strong>cia las rocas ácidas. Sin embargo, se conoc<strong>en</strong> puzolanas<br />
constituidas por tobas basálticas <strong>al</strong>teradas y lavas básicas. Las an<strong>de</strong>sitas pue<strong>de</strong>n<br />
ser puzolanas efectivas si el cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> sílice amorfa exce<strong>de</strong> <strong>al</strong> cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> sílice<br />
crist<strong>al</strong>ina.<br />
Los <strong>de</strong>pósitos piroclásticos, <strong>en</strong> especi<strong>al</strong> los <strong>de</strong> fragm<strong>en</strong>tos finos, norm<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te están<br />
<strong>al</strong>terados <strong>de</strong>bido a su <strong>al</strong>ta porosidad inestabilidad <strong>de</strong> las partículas vítreas y a la <strong>al</strong>ta<br />
superficie específica <strong>de</strong> éstas. La <strong>al</strong>teración se <strong>de</strong>be <strong>al</strong> intemperismo superfici<strong>al</strong>, a la<br />
acción <strong>de</strong> las aguas subterráneas circulantes y comúnm<strong>en</strong>te a la acción <strong>de</strong> las<br />
aguas term<strong>al</strong>es y acción fumarólica.<br />
En las c<strong>en</strong>izas y tobas la <strong>al</strong>teración comi<strong>en</strong>za con la <strong>de</strong>svitrificación <strong>de</strong>l vidrio,<br />
originándose un materi<strong>al</strong> cripto-crist<strong>al</strong>ino <strong>de</strong> aspecto túrbido. Los resultados fin<strong>al</strong>es<br />
<strong>de</strong> esta <strong>al</strong>teración son comúnm<strong>en</strong>te la formación <strong>de</strong> b<strong>en</strong>tonita y bei<strong>de</strong>llita, la primera<br />
<strong>de</strong> las cu<strong>al</strong>es es una roca constituida es<strong>en</strong>ci<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong> montmorillonita.<br />
La <strong>de</strong>svitrificación pue<strong>de</strong> efectuarse <strong>en</strong> forma rápida, como es el caso <strong>de</strong> los<br />
<strong>de</strong>pósitos <strong>de</strong> av<strong>al</strong>anchas ardi<strong>en</strong>tes, y ocurre mi<strong>en</strong>tras las eyecciones están c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>tes<br />
y permeables a los gases volcánicos; el vidrio es reemplazado por agregados micro y<br />
cripto-crist<strong>al</strong>inos <strong>de</strong> tridimita y sanidina o <strong>al</strong>bita, o bi<strong>en</strong> por intercrecirni<strong>en</strong>tos <strong>de</strong><br />
cristob<strong>al</strong>ita y fel<strong>de</strong>spatos . (Ref. 2)<br />
Como ya se ha dicho anteriorm<strong>en</strong>te los vidrios volcánicos son compuestos amorfos <strong>de</strong><br />
sílice y <strong>al</strong>úmina que ocurr<strong>en</strong> <strong>en</strong> una variedad <strong>de</strong> rocas volcánicas y su composición<br />
pue<strong>de</strong> ser básica, intermedia o ácida ; hidratados o anhidros.<br />
La actividad puzolánica intrínseca <strong>de</strong> los vidrios volcánicos resulta <strong>de</strong> su estado<br />
especi<strong>al</strong> <strong>de</strong> inestabilidad, la cu<strong>al</strong> es increm<strong>en</strong>tada por un aum<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la superficie<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
específica, resultado <strong>de</strong> un sistema <strong>de</strong> pequeños ductos g<strong>en</strong>erados durante un<br />
<strong>en</strong>friami<strong>en</strong>to rápido por la liberación <strong>de</strong> los gases origin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te disueltos <strong>en</strong> el<br />
magma líquido. Este estado <strong>de</strong> inestabilidad se <strong>de</strong>bería a que <strong>en</strong> el estado amorfo<br />
existe un mayor <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>n estructur<strong>al</strong>, lo que significa que los átomos ti<strong>en</strong><strong>en</strong> <strong>al</strong>ta<br />
<strong>en</strong>ergía pot<strong>en</strong>ci<strong>al</strong> , con <strong>en</strong>laces no saturados.<br />
Esta inestabilidad hace que el vidrio volcánico sea particularm<strong>en</strong>te susceptible a<br />
la <strong>al</strong>teración por efecto <strong>de</strong> la meteorización ; los productos <strong>de</strong> meteorización<br />
norm<strong>al</strong>es son mezclas <strong>de</strong> arcillas o zeolitas.<br />
2.4.2 PUZOLANAS ARTIFICIALES.<br />
Son materi<strong>al</strong>es que <strong>de</strong>b<strong>en</strong> su condición puzolánica a un tratami<strong>en</strong>to térmico<br />
a<strong>de</strong>cuado. D<strong>en</strong>tro <strong>de</strong> esta <strong>de</strong>nominación se incluy<strong>en</strong> los subproductos <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>terminadas operaciones industri<strong>al</strong>es, <strong>en</strong>tre éstas están:<br />
Las c<strong>en</strong>izas volantes , también conocidas como fly ash. En la actu<strong>al</strong>idad son las<br />
<strong>de</strong> mayor peso a nivel mundi<strong>al</strong> <strong>en</strong> función <strong>de</strong> las v<strong>en</strong>tajas económicas y técnicas<br />
que ofrec<strong>en</strong> ya que es un materi<strong>al</strong> <strong>de</strong> <strong>de</strong>secho y los cem<strong>en</strong>tos aum<strong>en</strong>tan la<br />
trabajabilidad y disminuy<strong>en</strong> el c<strong>al</strong>or <strong>de</strong> hidratación porque son muy bu<strong>en</strong>as<br />
puzolanas.<br />
Las c<strong>en</strong>izas volantes se produc<strong>en</strong> <strong>en</strong> la combustión <strong>de</strong> carbón miner<strong>al</strong> (lignito)<br />
fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>en</strong> las plantas térmicas <strong>de</strong> g<strong>en</strong>eración <strong>de</strong> electricidad.<br />
Miner<strong>al</strong>ógicam<strong>en</strong>te las c<strong>en</strong>izas volantes se compon<strong>en</strong> <strong>de</strong>:<br />
Sílico-<strong>al</strong>uminatos vítreo.<br />
Compuestos crist<strong>al</strong>inos <strong>de</strong> Fe, Na, K y Mg <strong>en</strong>tre otros.<br />
Carbón no quemado<br />
La reactividad <strong>de</strong> las c<strong>en</strong>izas volantes como puzolanas <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong> <strong>de</strong>l tipo y orig<strong>en</strong><br />
<strong>de</strong>l carbón, composición química y miner<strong>al</strong>ógica <strong>de</strong> éste, <strong>de</strong>l cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> fase vítrea<br />
<strong>de</strong>spués <strong>de</strong> quemado y <strong>de</strong> la granulometría princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Arcillas activadas o c<strong>al</strong>cinadas artifici<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te. Las arcillas natur<strong>al</strong>es no pres<strong>en</strong>tan<br />
actividad puzolánica a m<strong>en</strong>os que su estructura crist<strong>al</strong>ina sea <strong>de</strong>struida mediante<br />
un tratami<strong>en</strong>to térmico a temperaturas <strong>de</strong>l or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> 600 a 900 °C.<br />
Escorias <strong>de</strong> fundición: Princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la fundición <strong>de</strong> <strong>al</strong>eaciones ferrosas <strong>en</strong><br />
<strong>al</strong>tos hornos. Estas escorias <strong>de</strong>b<strong>en</strong> ser viol<strong>en</strong>tam<strong>en</strong>te <strong>en</strong>friadas <strong>para</strong> lograr que<br />
adquieran una estructura amorfa.<br />
Las c<strong>en</strong>izas <strong>de</strong> residuos agrícolas: La c<strong>en</strong>iza <strong>de</strong> cascarilla <strong>de</strong> arroz y las c<strong>en</strong>izas<br />
<strong>de</strong>l bagazo y la paja <strong>de</strong> la caña <strong>de</strong> azúcar. Cuando son quemados<br />
conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te, se obti<strong>en</strong>e un residuo miner<strong>al</strong> rico <strong>en</strong> sílice y <strong>al</strong>úmina, cuya<br />
estructura <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong> <strong>de</strong> la temperatura <strong>de</strong> combustión.<br />
2.5 LAS PUZOLANAS EN CHILE Y SUS YACIMIENTOS.<br />
En Chile, se conoce como puzolana <strong>al</strong> materi<strong>al</strong> que se utiliza <strong>en</strong> la fabricación <strong>de</strong><br />
cem<strong>en</strong>to puzolánico, nombre que <strong>en</strong>cierra a la c<strong>en</strong>iza volcánica (o pumicita) y piedra<br />
pómez.<br />
Aquí son muy comunes la piedra pómez y la pumicita, la primera se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra <strong>en</strong><br />
masas consi<strong>de</strong>rables <strong>en</strong> las inmediaciones <strong>de</strong> volcanes apagados.<br />
La pumicita consiste <strong>en</strong> agregados <strong>de</strong> granulometría fina, m<strong>en</strong>os <strong>de</strong> 4 mm., no<br />
consolidados. La piedra pómez ocurre bajo la forma <strong>de</strong> agregados gruesos, mayores<br />
<strong>de</strong> 4 mm o <strong>de</strong> bloques masivos, <strong>de</strong> diverso <strong>grado</strong> <strong>de</strong> compactación (Liparita). De<br />
acuerdo a lo anterior, la difer<strong>en</strong>cia fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong> <strong>en</strong>tre c<strong>en</strong>iza volcánica y piedra<br />
pómez no es g<strong>en</strong>ética ni química, ni <strong>de</strong> estructura vítrea, sino que solam<strong>en</strong>te<br />
granulométrica y está relacionada fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te con difer<strong>en</strong>cias <strong>en</strong> la int<strong>en</strong>sidad<br />
<strong>de</strong> la erupción volcánica explosiva que g<strong>en</strong>era estos materi<strong>al</strong>es, la que <strong>de</strong>termina la<br />
diversidad <strong>de</strong> tamaños indicada.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Esta difer<strong>en</strong>cia, a<strong>de</strong>más, es causa que por lo g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, que la piedra pómez se<br />
distribuya como acumulaciones no consolidadas, irregulares, <strong>en</strong> las cercanías <strong>de</strong>l<br />
c<strong>en</strong>tro efusivo y que la c<strong>en</strong>iza volcánica, <strong>al</strong> ser más fácilm<strong>en</strong>te transportable por el<br />
vi<strong>en</strong>to o el agua, se <strong>de</strong>posite a mayor distancia <strong>de</strong>l c<strong>en</strong>tro eruptivo emisor, <strong>en</strong><br />
cu<strong>en</strong>cas <strong>de</strong> variada natur<strong>al</strong>eza.<br />
La característica vesicular <strong>de</strong> estos materi<strong>al</strong>es volcánicos está bi<strong>en</strong> ilustrada por<br />
su peso específico, m<strong>en</strong>or que 1, com<strong>para</strong>da con el peso específico 2,5 <strong>de</strong>l vidrio<br />
propiam<strong>en</strong>te t<strong>al</strong>. Los colores son claros, blanco y pardo amarill<strong>en</strong>to, gris amarill<strong>en</strong>to y<br />
gris claro, y su dureza varía <strong>en</strong>tre 5,5 y 6,0. (Ref. 3)<br />
En lo que se refiere a los usos, la piedra pómez <strong>en</strong> el país se utiliza <strong>en</strong> la<br />
fabricación <strong>de</strong> bovedillas y bloques huecos, <strong>para</strong> lozas, tabiques, muros, etc.,<br />
mezclada con cem<strong>en</strong>to o yeso. También se utiliza como materi<strong>al</strong> <strong>de</strong> carga <strong>en</strong><br />
diversos procesos industri<strong>al</strong>es.<br />
En la actu<strong>al</strong>idad el uso princip<strong>al</strong> <strong>de</strong> la pumicita está <strong>en</strong> la fabricación <strong>de</strong> cem<strong>en</strong>tos<br />
puzolánicos; también se utiliza <strong>en</strong> la fabricación <strong>de</strong> líquidos <strong>para</strong> pulim<strong>en</strong>tar (tipo<br />
Brasso) y otros abrasivos.<br />
Cabe m<strong>en</strong>cionar también, el uso <strong>de</strong> bloques, con fines ornam<strong>en</strong>t<strong>al</strong>es y <strong>de</strong><br />
construcción <strong>de</strong> tobas volcánicas <strong>de</strong> coloración rosada (conocidas parci<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te<br />
como Liparitas), <strong>en</strong> la zona norte <strong>de</strong>l país, especi<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>en</strong> Iquique y hacia el<br />
interior <strong>de</strong> esta ciudad. Aunque estos materi<strong>al</strong>es no ti<strong>en</strong><strong>en</strong> la misma formación<br />
geológica <strong>de</strong> la piedra pómez, han sido incluidos por t<strong>en</strong>er características físicas<br />
similares. En cuanto a estas aplicaciones se profundizará <strong>en</strong> la segunda parte <strong>de</strong>l<br />
pres<strong>en</strong>te informe, Seminario II.<br />
Los yacimi<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> piedra pómez propiam<strong>en</strong>te t<strong>al</strong>, sólo han sido explotados <strong>en</strong><br />
pequeña esc<strong>al</strong>a <strong>para</strong> el consumo loc<strong>al</strong>, especi<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te como agregado <strong>en</strong><br />
construcción. Otros usos incluy<strong>en</strong> abrasivos, fabricación <strong>de</strong> cosméticos, carga, etc.<br />
Actu<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te se están re<strong>al</strong>izando esfuerzos <strong>para</strong> abrir mercados internacion<strong>al</strong>es<br />
<strong>para</strong> la piedra pómez. Las primeras exportaciones <strong>de</strong> prueba <strong>de</strong>l producto se han<br />
efectuado a Brasil, Puerto Rico y España.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
La <strong>de</strong>positación <strong>de</strong> la pumicita estuvo relacionada, <strong>en</strong> g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, con cu<strong>en</strong>cas <strong>de</strong><br />
sedim<strong>en</strong>tación contin<strong>en</strong>t<strong>al</strong>es, distribuidas <strong>al</strong> oeste <strong>de</strong> dichos c<strong>en</strong>tros, hasta don<strong>de</strong><br />
habrían sido transportadas, princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, como flujos piroclásticos. Los <strong>de</strong>pósitos<br />
constituy<strong>en</strong> acumulaciones <strong>de</strong> c<strong>en</strong>iza volcánica, <strong>de</strong> diversos tamaños, con espesores<br />
<strong>en</strong> g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> sobre 5 m, <strong>de</strong> formas irregulares que se dispon<strong>en</strong> <strong>en</strong> discordancia sobre<br />
rocas y/o sedim<strong>en</strong>tos más antiguos y comúnm<strong>en</strong>te están libres <strong>de</strong> sobrecarga.<br />
Debido a su posición estratigráfica, ubicación y estado <strong>de</strong> compactación <strong>de</strong>l<br />
materi<strong>al</strong> cinerítico, pres<strong>en</strong>tan difer<strong>en</strong>tes <strong>grado</strong>s <strong>de</strong> interés comerci<strong>al</strong>.<br />
Des<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista geológico, los <strong>de</strong>pósitos <strong>de</strong> estos materi<strong>al</strong>es se<br />
distribuy<strong>en</strong> <strong>en</strong> difer<strong>en</strong>tes ambi<strong>en</strong>tes geológicos, relacionados directam<strong>en</strong>te con áreas<br />
<strong>de</strong> int<strong>en</strong>sa actividad volcánica <strong>de</strong>l Terciario Superior o Cuaternario, por cuanto los<br />
materi<strong>al</strong>es volcánicos más antiguos ti<strong>en</strong><strong>de</strong>n a <strong>de</strong>svitrificarse y a per<strong>de</strong>r sus<br />
propieda<strong>de</strong>s.<br />
Los <strong>de</strong>pósitos ti<strong>en</strong><strong>en</strong> formas <strong>de</strong> mantos, con espesores <strong>en</strong>tre 1 y 3 <strong>en</strong> promedio,<br />
interestratificados <strong>en</strong> secu<strong>en</strong>cias sedim<strong>en</strong>tarias princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong>l Terciario Superior,<br />
<strong>de</strong> cuyo registro geológico forman parte muy común o pres<strong>en</strong>tan formas <strong>de</strong> cuerpos<br />
irregulares, <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s dim<strong>en</strong>siones y parci<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te cubiertos por sedim<strong>en</strong>tos<br />
<strong>al</strong>uvi<strong>al</strong>es que están rell<strong>en</strong>ando cu<strong>en</strong>cas y formas topográficas, <strong>de</strong> diversa natur<strong>al</strong>eza,<br />
fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong>l Pleistoc<strong>en</strong>o.<br />
En efecto, su <strong>de</strong>positación se relaciona con cu<strong>en</strong>cas <strong>de</strong> sedim<strong>en</strong>tación subaéreas<br />
o sub-acuáticas, marinas y contin<strong>en</strong>t<strong>al</strong>es y su transporte ha sido<br />
probablem<strong>en</strong>te mixto, con participación <strong>de</strong> ag<strong>en</strong>tes cólicos, fluvi<strong>al</strong>es, glaci<strong>al</strong>es y<br />
laháricos.<br />
Debido a su bajo peso específico, los materi<strong>al</strong>es más finos pue<strong>de</strong>n ser<br />
transportados muy lejos <strong>de</strong> su fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> por el vi<strong>en</strong>to, <strong>de</strong> manera que pue<strong>de</strong>n<br />
<strong>en</strong>contrarse <strong>de</strong>positados a varios ci<strong>en</strong>tos, o hasta miles <strong>de</strong> kilómetros <strong>de</strong> ella. En<br />
tanto que los materi<strong>al</strong>es más gruesos, ti<strong>en</strong><strong>de</strong>n a distribuirse como acumulaciones<br />
irregulares <strong>en</strong> las cercanías <strong>de</strong>l c<strong>en</strong>tro efusivo.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En Chile exist<strong>en</strong> numerosas secu<strong>en</strong>cias sedim<strong>en</strong>tarias y volcánicas<br />
princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te c<strong>en</strong>ozoicas que conti<strong>en</strong><strong>en</strong> mantos <strong>de</strong> pumicita <strong>de</strong> diversos espesores,<br />
interestratificados <strong>en</strong> rocas clásticas y clástico volcánicas.<br />
Los <strong>de</strong>pósitos <strong>de</strong> interés <strong>de</strong> pumicita se loc<strong>al</strong>izan sólo <strong>en</strong> <strong>al</strong>gunos lugares <strong>de</strong>l país,<br />
relacionados g<strong>en</strong>éticam<strong>en</strong>te con la actividad volcánica explosiva, ligada a c<strong>en</strong>tros<br />
volcánicos ubicados <strong>en</strong> la Cordillera Andina.<br />
Su <strong>de</strong>positación estuvo relacionada <strong>en</strong> g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, con cu<strong>en</strong>cas <strong>de</strong> sedim<strong>en</strong>tación<br />
sub-acuáticas o sub-aéreas, contin<strong>en</strong>t<strong>al</strong>es, distribuidas <strong>al</strong> oeste <strong>de</strong> dichos c<strong>en</strong>tros,<br />
hasta don<strong>de</strong> habrían sido transportadas por ag<strong>en</strong>tes eólicos y fluvi<strong>al</strong>es,<br />
princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te.<br />
Los factores geológicos pres<strong>en</strong>tes <strong>en</strong> la g<strong>en</strong>eración <strong>de</strong> estos <strong>de</strong>pósitos son la<br />
actividad volcánica explosiva princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te riolítico-dacítica; pres<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> formas<br />
<strong>de</strong>l terr<strong>en</strong>o favorables <strong>al</strong> transporte y <strong>de</strong>positación <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>; clima a<strong>de</strong>cuado que<br />
prev<strong>en</strong>ga la erosión superfici<strong>al</strong> <strong>de</strong> los <strong>de</strong>pósitos y dr<strong>en</strong>aje reducido que impida la<br />
erosión y <strong>de</strong>positación <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es extraños sobre la pumicita.<br />
A continuación se muestra un mapa con la distribución <strong>de</strong> princip<strong>al</strong>es <strong>de</strong>pósitos<br />
<strong>de</strong> pumicita <strong>en</strong> el país, ubicándose los yacimi<strong>en</strong>tos <strong>en</strong> Antofagasta, Santiago y sus<br />
<strong>al</strong>re<strong>de</strong>dores, Curicó, y cercanías a Concepción. Esto no quiere <strong>de</strong>cir que no existan<br />
más yacimi<strong>en</strong>tos, pues aquí se muestran solam<strong>en</strong>te los princip<strong>al</strong>es.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
2.6 CARACTERIZACION DE LAS PUZOLANAS DE ORIGEN VOLCANICO.<br />
2.6.1 COMPOSICION QUIMICA DE LAS PUZOLANAS.<br />
La composición química <strong>de</strong> las puzolanas, <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong> <strong>de</strong>l magma origin<strong>al</strong> que las<br />
forma, pues unas son más ácidas, m<strong>en</strong>os <strong>al</strong>teradas y m<strong>en</strong>os reactivas, y otras más<br />
básicas y <strong>al</strong>teradas.<br />
En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> las propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> las puzolanas <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>n <strong>de</strong> la composición<br />
química y la estructura interna, radicando su gran difer<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> <strong>al</strong>go netam<strong>en</strong>te<br />
granulométrico. Se prefiere puzolanas con composición química t<strong>al</strong> que la pres<strong>en</strong>cia<br />
<strong>de</strong> los tres princip<strong>al</strong>es óxidos ( SiO2 reactivo, Al2O3, CaO ) sea mayor <strong>al</strong> 70%, esto<br />
ori<strong>en</strong>tado a la ocupación <strong>en</strong> la fabricación <strong>de</strong> cem<strong>en</strong>to, si<strong>en</strong>do estos v<strong>al</strong>ores<br />
favorables <strong>para</strong> dicho fin.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
VALORES DE LA COMPOSICION QUIMICA LIMITE Y MEDIA DE PUZOLANAS<br />
DE ORIGEN VOLCÁNICO.<br />
Composición V<strong>al</strong>ores Límites V<strong>al</strong>ores Medios<br />
Óxido <strong>de</strong> silicio SiO2 42 – 85 65<br />
Óxido <strong>de</strong> Aluminio Al2O3 5 – 20 12.5<br />
Óxido <strong>de</strong> Fierro Fe2O3 1 –1 4 5<br />
Óxido <strong>de</strong> C<strong>al</strong>cio CaO 0 – 12 3.5<br />
Óxido <strong>de</strong> Potasio K2O 0 – 5 2<br />
Óxido <strong>de</strong> Sodio Na2O 0 – 5 2<br />
Óxido <strong>de</strong> Magnesio MgO 0 – 11 1.5<br />
Trióxido <strong>de</strong> Azufre SO3 0 - 1 0.5<br />
Pérdida por c<strong>al</strong>cinación P.C. 0 – 15 6<br />
Las <strong>al</strong>teraciones químicas, tanto las <strong>de</strong>bidas a factores internos <strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tes <strong>de</strong><br />
los miner<strong>al</strong>es y <strong>de</strong> la estructura, como las ocasionadas por factores externos<br />
<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tes <strong>de</strong> los ag<strong>en</strong>tes <strong>de</strong> <strong>al</strong>teración y <strong>de</strong> los medios ambi<strong>en</strong>t<strong>al</strong>es, pue<strong>de</strong>n<br />
afectar tanto a los miner<strong>al</strong>es como a las rocas. Los procesos <strong>de</strong> <strong>al</strong>teración <strong>de</strong> los<br />
miner<strong>al</strong>es son distintos según su natur<strong>al</strong>eza, así como también los mecanismos que<br />
los rig<strong>en</strong>. Las <strong>al</strong>teraciones químicas <strong>de</strong> las rocas <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>n, <strong>en</strong> cuanto a rapi<strong>de</strong>z e<br />
int<strong>en</strong>sidad, <strong>de</strong> la pot<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> los ag<strong>en</strong>tes <strong>de</strong>structores y <strong>de</strong> la resist<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> la propia<br />
roca.<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Pero las rocas están sometidas a<strong>de</strong>más a <strong>de</strong>sagregación mecánica causada por<br />
distintos ag<strong>en</strong>tes (erosión, acción <strong>de</strong>l agua, <strong>de</strong> los ciclos <strong>de</strong> temperatura, <strong>de</strong>l hielo y<br />
<strong>de</strong>shielo, <strong>de</strong> los rayos, <strong>de</strong> los choques, <strong>de</strong> la insolación, <strong>de</strong>l clima <strong>en</strong> g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, <strong>de</strong> los<br />
procesos biológico, etc.).<br />
2.6.2 PROPIEDADES FISICAS DE LAS PUZOLANAS.<br />
En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> las puzolanas natur<strong>al</strong>es son materi<strong>al</strong>es <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> piroclástico como<br />
resultado <strong>de</strong> erupciones volcánicas explosivas, don<strong>de</strong> los fragm<strong>en</strong>tos, producto <strong>de</strong> la<br />
erupción, son transportados por aire <strong>para</strong> ser fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong>positados <strong>en</strong> la superficie<br />
<strong>de</strong>l suelo o el agua. Una vez <strong>de</strong>positados como materi<strong>al</strong>es incoher<strong>en</strong>tes pue<strong>de</strong>n ser<br />
sometidos a procesos <strong>de</strong> transformación que los llevan a conformar una roca<br />
compacta i<strong>de</strong>ntificada como toba.<br />
Las tobas (materi<strong>al</strong>es compactos) empleadas como puzolana, ti<strong>en</strong><strong>en</strong> como<br />
primera característica común una <strong>al</strong>teración importante <strong>en</strong> sus constituy<strong>en</strong>tes con<br />
gran capacidad <strong>de</strong> transformación.<br />
Las puzolanas se constituy<strong>en</strong> por una estructura amorfa, es <strong>de</strong>cir no crist<strong>al</strong>ina.<br />
Para refer<strong>en</strong>ciarlo con otro elem<strong>en</strong>to se pue<strong>de</strong> m<strong>en</strong>cionar el cuarzo, por ejemplo, que<br />
es un materi<strong>al</strong> netam<strong>en</strong>te crist<strong>al</strong>ino, lo que lo hace <strong>al</strong>tam<strong>en</strong>te duro. No así las<br />
puzolanas, que por estar conformadas, como se dijo anteriorm<strong>en</strong>te, <strong>de</strong> manera<br />
amorfa las hace ser muy fácil <strong>de</strong> moler o disgregar. Esta cu<strong>al</strong>idad es una <strong>de</strong> las que<br />
facilita su utilización <strong>en</strong> la industria <strong>de</strong>l cem<strong>en</strong>to.<br />
La pumicita un tipo <strong>de</strong> puzolana es un vidrio volcánico <strong>de</strong> colores claros y <strong>de</strong><br />
estructura vesicular, que forma parte <strong>de</strong> un grupo que incluye la c<strong>en</strong>iza volcánica y la<br />
piedra pómez. La primera consiste <strong>en</strong> agregados <strong>de</strong> granulometría fina, m<strong>en</strong>os <strong>de</strong> 4<br />
mm o <strong>de</strong> bloques masivos, <strong>de</strong> diverso <strong>grado</strong> <strong>de</strong> compactación. De acuerdo a lo<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
anterior, la difer<strong>en</strong>cia fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong> <strong>en</strong>tre c<strong>en</strong>iza volcánica y piedra pómez no es<br />
g<strong>en</strong>ética ni química, ni <strong>de</strong> estructura vítrea, sino que solam<strong>en</strong>te granulométrica, y<br />
está relacionada, princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, con difer<strong>en</strong>cias <strong>en</strong> el tipo y la int<strong>en</strong>sidad <strong>de</strong> la<br />
erupción volcánica que g<strong>en</strong>era estos materi<strong>al</strong>es. Ella, <strong>de</strong>termina la diversidad <strong>de</strong><br />
tamaños y ev<strong>en</strong>tu<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, la ubicación <strong>de</strong> los <strong>de</strong>pósitos <strong>en</strong> relación <strong>al</strong> c<strong>en</strong>tro eruptivo<br />
emisor.<br />
Las propieda<strong>de</strong>s físicas más importantes <strong>de</strong> estos materi<strong>al</strong>es volcánicos son:<br />
peso específico m<strong>en</strong>or que 1; <strong>al</strong>ta aislación térmica y acústica; bu<strong>en</strong>a reactividad<br />
química; colores claros, blanco amarill<strong>en</strong>to y gris claro. (Ref.4)<br />
La formación <strong>de</strong>l vidrio volcánico activo ti<strong>en</strong>e lugar por el <strong>en</strong>friami<strong>en</strong>to brusco <strong>de</strong>l<br />
magma fundido lanzado <strong>en</strong> las erupciones y pulverizado por el escape <strong>de</strong> los gases;<br />
esta eliminación <strong>de</strong> gases confiere <strong>al</strong> materi<strong>al</strong> una textura <strong>de</strong> gran superficie interna<br />
(<strong>de</strong> aerogel), <strong>de</strong> t<strong>al</strong> manera que cuando la erupción no es explosiva no se forma tanto<br />
vidrio ni este es tan activo.<br />
A continuación se muestran <strong>al</strong>gunas fotografías tomadas <strong>al</strong> microscopio, <strong>de</strong><br />
granos <strong>de</strong> puzolana, <strong>en</strong> las cu<strong>al</strong>es se pue<strong>de</strong> apreciar la formación <strong>de</strong> pequeños<br />
poros o pequeñas cavida<strong>de</strong>s que le dan la característica porosa a las puzolanas.<br />
60
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Superficie <strong>de</strong> un grano <strong>de</strong><br />
puzolana amplificado 60<br />
veces.<br />
Superficie <strong>de</strong> un grano <strong>de</strong><br />
puzolana amplificado 150<br />
veces.<br />
61
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Se observa la formación<br />
<strong>de</strong> pequeños poros <strong>en</strong><br />
forma <strong>de</strong> can<strong>al</strong>es.<br />
Aum<strong>en</strong>to 1200 veces.<br />
Det<strong>al</strong>le <strong>de</strong> los poros <strong>de</strong> la<br />
puzolana. Aum<strong>en</strong>to 3000<br />
veces.<br />
62
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Las rocas efusivas o volcánicas son, <strong>en</strong> el caso límite, <strong>de</strong> textura (incluso <strong>de</strong><br />
estructura) vítrea, es <strong>de</strong>cir, carec<strong>en</strong> <strong>de</strong> crist<strong>al</strong>es y toda su masa es <strong>de</strong> aspecto<br />
amorfo. En un caso no límite ti<strong>en</strong><strong>en</strong> textura porfídica (semicrist<strong>al</strong>ina o hipo<br />
crist<strong>al</strong>ina), esto es, pres<strong>en</strong>tan f<strong>en</strong>ocrist<strong>al</strong>es (crist<strong>al</strong>es gran<strong>de</strong>s) y una pasta<br />
formada por microlitos (crist<strong>al</strong>es pequeños) repres<strong>en</strong>tantes <strong>de</strong> los comi<strong>en</strong>zos <strong>de</strong><br />
la crist<strong>al</strong>ización, conglomerados por una masa amorfa.<br />
2.6.3 CAUSAS DE LA ACTIVIDAD PUZOLANICA<br />
En la natur<strong>al</strong>eza se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran diversos materi<strong>al</strong>es que pres<strong>en</strong>tan <strong>en</strong> estado<br />
natur<strong>al</strong> propieda<strong>de</strong>s puzolánicas.<br />
Por comportami<strong>en</strong>to puzolánico se <strong>en</strong>ti<strong>en</strong><strong>de</strong>, "la capacidad <strong>de</strong> reacción <strong>de</strong><br />
estos materi<strong>al</strong>es con c<strong>al</strong> o con la c<strong>al</strong> g<strong>en</strong>erada por la reacción <strong>de</strong> los miner<strong>al</strong>es<br />
<strong>de</strong>l clínker <strong>en</strong> una solución acuosa, <strong>en</strong> pres<strong>en</strong>cia o aus<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> yeso, con<br />
formación <strong>de</strong> fases hidratadas que contribuy<strong>en</strong> <strong>al</strong> <strong>en</strong>durecimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la pasta".<br />
La mayoría <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es llamados puzolánicos son productos <strong>de</strong><br />
natur<strong>al</strong>eza ácida, o sea <strong>en</strong> su composición química predominan los óxidos <strong>de</strong><br />
silicio (SiO3), <strong>de</strong> <strong>al</strong>uminio (Al2O3) y hierro(Fe2O3), capaces <strong>de</strong> reaccionar y fijar<br />
la c<strong>al</strong> (CaO).<br />
En el caso <strong>de</strong> los cem<strong>en</strong>tos puzolánicos, la c<strong>al</strong> liberada <strong>en</strong> las reacciones <strong>de</strong><br />
hidratación pue<strong>de</strong> reaccionar a su vez con la puzolana cont<strong>en</strong>ida <strong>en</strong> el cem<strong>en</strong>to,<br />
formando compuestos con propieda<strong>de</strong>s aglomerantes.<br />
La actividad <strong>de</strong> las puzolanas fr<strong>en</strong>te a la c<strong>al</strong> ti<strong>en</strong>e su orig<strong>en</strong> <strong>en</strong> la estructura<br />
inestable <strong>de</strong> los compuestos que la conforman, es<strong>en</strong>ci<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te compuestos<br />
<strong>de</strong>rivados <strong>de</strong>l óxido <strong>de</strong> silicio (SiO3), crist<strong>al</strong>ográficam<strong>en</strong>te amorfos (vidrio<br />
63
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
amorfo), y <strong>en</strong> la elevada superficie específica <strong>de</strong> estos compuestos (superficie<br />
activa <strong>para</strong> la reacción).<br />
La actividad puzolánica respon<strong>de</strong> a un principio g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> que reviste aspectos<br />
particulares <strong>en</strong> casos concretos. Dicho principio se basa <strong>en</strong> que la sílice y la<br />
<strong>al</strong>úmina, como compon<strong>en</strong>tes ácidos <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es puzolánicos, reaccionan con<br />
la c<strong>al</strong> a condición <strong>de</strong> que sus uniones <strong>en</strong> dichos materi<strong>al</strong>es sean lábiles. Los casos<br />
particulares <strong>en</strong> los que se da la necesaria labilidad <strong>de</strong> estas uniones están<br />
constituidos por las estructuras zeolíticas, los vidrios volcánicos y los materi<strong>al</strong>es<br />
activados. No pue<strong>de</strong>n consi<strong>de</strong>rarse aparte las acciones <strong>de</strong> la sílice y <strong>de</strong> la <strong>al</strong>úmina,<br />
ya que la pres<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> esta última favorece <strong>en</strong> gran medida la acción puzolánica,<br />
directam<strong>en</strong>te por sí e indirectam<strong>en</strong>te <strong>al</strong> implicar su pres<strong>en</strong>cia un mayor cont<strong>en</strong>ido<br />
<strong>de</strong> álc<strong>al</strong>is, que se fijan parci<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>en</strong> los nuevos productos resultantes <strong>de</strong> la<br />
reacción puzolánica, los cu<strong>al</strong>es ti<strong>en</strong>e el carácter <strong>de</strong> pseudogeles. El óxido <strong>de</strong> hierro<br />
se supone que actúa como la <strong>al</strong>úmina, pero <strong>de</strong> una forma más at<strong>en</strong>uada y l<strong>en</strong>ta.<br />
En lo que se refiere a las puzolanas <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> miner<strong>al</strong>, su actividad se ha<br />
atribuido, tan pronto a los constituy<strong>en</strong>tes amorfos, como a los crist<strong>al</strong>inos, y <strong>en</strong><br />
particular a los <strong>de</strong> natur<strong>al</strong>eza zeolítica.<br />
2.6.3 CRITERIOS DE VALORACION DE LAS PUZOLANAS<br />
Es verda<strong>de</strong>ram<strong>en</strong>te difícil imaginar un único método que con carácter g<strong>en</strong>er<strong>al</strong><br />
permita llevar a cabo una estimación <strong>de</strong>l v<strong>al</strong>or puzolánico <strong>en</strong> condiciones<br />
com<strong>para</strong>bles <strong>en</strong> todos los casos y <strong>para</strong> los diversos tipos <strong>de</strong> puzolanas. En primer<br />
lugar, porque la puzolanicidad pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>berse a difer<strong>en</strong>tes causas o, <strong>en</strong> todo caso,<br />
estar más <strong>de</strong>cisivam<strong>en</strong>te influida por unas u otras <strong>de</strong> dichas causas, a veces muy<br />
distintas <strong>en</strong>tre sí. En segundo lugar, porque son muy diversas las formas <strong>en</strong> que<br />
64
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
pue<strong>de</strong> manifestarse prácticam<strong>en</strong>te el f<strong>en</strong>óm<strong>en</strong>o puzolánico y, <strong>en</strong> consecu<strong>en</strong>cia,<br />
son también muy variadas las fin<strong>al</strong>ida<strong>de</strong>s y aplicaciones que se <strong>de</strong>sea lograr <strong>de</strong> la<br />
acción puzolánica. En tercer lugar, porque a veces interesa imponer a los métodos<br />
condiciones difíciles o imposibles <strong>de</strong> conseguir: v<strong>al</strong>or práctico, rapi<strong>de</strong>z, etc., y<br />
porque otras veces, aunque se consiga, no existe una aceptable correlación <strong>en</strong>tre<br />
los resultados <strong>de</strong>l método o <strong>en</strong>sayo propuesto y la re<strong>al</strong>idad práctica.<br />
La variabilidad cuantitativa y <strong>en</strong> cuanto a or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> resultados <strong>de</strong> los cem<strong>en</strong>tos<br />
puzolánicos <strong>en</strong> función <strong>de</strong> la puzolana, <strong>de</strong>l clínker, <strong>de</strong> la proporción <strong>de</strong> ambos, <strong>de</strong><br />
la relación agua/cem<strong>en</strong>to, etc., es causa <strong>de</strong> que las condiciones óptimas <strong>en</strong> un<br />
caso no lo sean <strong>en</strong> los <strong>de</strong>más, por lo cu<strong>al</strong> la ev<strong>al</strong>uación <strong>de</strong> las puzolanas no ti<strong>en</strong>e<br />
s<strong>en</strong>tido si no es <strong>en</strong> las exactas condiciones <strong>de</strong> uso práctico, las cu<strong>al</strong>es no se<br />
suel<strong>en</strong> conocer ni con mediana precisión <strong>en</strong> la re<strong>al</strong>idad.<br />
Sin embargo, a f<strong>al</strong>ta <strong>de</strong> un método <strong>de</strong> aplicación g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> <strong>para</strong> la ev<strong>al</strong>uación <strong>de</strong><br />
las puzolanas, exist<strong>en</strong> <strong>de</strong>s<strong>de</strong> antiguo otros métodos <strong>de</strong> <strong>en</strong>sayo con v<strong>al</strong>i<strong>de</strong>z<br />
limitada y, por consigui<strong>en</strong>te, con campos <strong>de</strong> aplicación restringidos, <strong>para</strong><br />
<strong>de</strong>terminar el v<strong>al</strong>or hidráulico <strong>de</strong> las puzolanas como t<strong>al</strong>es. Unos son cu<strong>al</strong>itativos y<br />
otros cuantitativos; unos químicos y otros físicos o tecnológicos; los hay incluso <strong>de</strong><br />
carácter mixto.<br />
Todos <strong>en</strong> g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, pero particularm<strong>en</strong>te los químicos, guardan estrecha relación<br />
con las causas a las que se atribuye <strong>en</strong> una u otra medida la puzolanicidad.<br />
2.6.4 CRITERIOS CUALITATIVOS<br />
Son <strong>de</strong> apreciación grosera, muy empíricos y, <strong>en</strong> consecu<strong>en</strong>cia, poco precisos,<br />
y susceptibles <strong>de</strong> dar resultados dudosos.<br />
65
2.6.4.1 QUIMICOS<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
La composición química, y por lo tanto el análisis químico como método, no<br />
dice prácticam<strong>en</strong>te nada acerca <strong>de</strong>l v<strong>al</strong>or <strong>de</strong> una puzolana.<br />
El criterio clásico es el basado <strong>en</strong> la capacidad <strong>de</strong> reacción <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es<br />
puzolánicos con el hidróxido cálcico <strong>en</strong> disolución, <strong>de</strong> acuerdo con la <strong>de</strong>finición<br />
que <strong>de</strong> ellos suele darse. El método <strong>de</strong> apreciación más s<strong>en</strong>cillo consiste <strong>en</strong><br />
agitar con agua <strong>de</strong> c<strong>al</strong> el materi<strong>al</strong> finam<strong>en</strong>te molido y observar las formaciones<br />
floconosas que aparec<strong>en</strong>. Estas, constituidas por los productos <strong>de</strong> reacción<br />
<strong>en</strong>tre la puzolana y la c<strong>al</strong>, ti<strong>en</strong><strong>en</strong> estructura <strong>de</strong> gel, son voluminosas y se<br />
<strong>de</strong>positan, aum<strong>en</strong>tando el sedim<strong>en</strong>to con el tiempo a medida que la interacción<br />
c<strong>al</strong>-puzolana progresa. De la cantidad o espesor <strong>de</strong>l <strong>de</strong>pósito, es <strong>de</strong>cir <strong>de</strong>l<br />
aum<strong>en</strong>to <strong>de</strong> volum<strong>en</strong> <strong>de</strong> los sólidos <strong>en</strong> la disolución <strong>de</strong> c<strong>al</strong> se <strong>de</strong>duce el v<strong>al</strong>or<br />
puzolánico <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>. El método recibe el nombre <strong>de</strong> método <strong>de</strong> floculación.<br />
Por otro lado está el método <strong>de</strong> absorción o fijación <strong>de</strong> c<strong>al</strong> <strong>en</strong> disolución que<br />
sirve <strong>para</strong> distinguir cu<strong>al</strong>itativam<strong>en</strong>te los materi<strong>al</strong>es activos <strong>de</strong> los inertes, pero no<br />
es cuantitativo, es <strong>de</strong>cir, no sirve <strong>para</strong> establecer una clasificación <strong>en</strong>tre materi<strong>al</strong>es<br />
activos. A veces se combina este método con el <strong>de</strong> las resist<strong>en</strong>cias <strong>de</strong> las<br />
puzolanas (o <strong>de</strong> los cem<strong>en</strong>tos puzolánicos) <strong>en</strong> mortero. Incluso <strong>para</strong> hacer más<br />
rápidos y prácticos estos métodos se ha int<strong>en</strong>tado aplicarlos a temperatura<br />
superior a la norm<strong>al</strong>, con carácter incluso cuantitativo.<br />
2.6.4.2 FISICOS<br />
Uno <strong>de</strong> ellos consiste <strong>en</strong> la observación microscópica <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> puzolánico,<br />
conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te pre<strong>para</strong>do. A veces, los resultados <strong>de</strong> esta observación se<br />
completan con los relativos a la capacidad <strong>de</strong> absorción <strong>de</strong> agua por parte <strong>de</strong>l<br />
materi<strong>al</strong> finam<strong>en</strong>te dividido.<br />
Otro, también clásico, se basa <strong>en</strong> la confección <strong>de</strong> pequeñas probetas <strong>de</strong> una<br />
mezcla <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> puzolánico con c<strong>al</strong> hidratada, amasada con agua. Las<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
probetas, protegidas <strong>de</strong> toda acción <strong>de</strong>l CO2, se conservan durante 3 días <strong>en</strong> aire<br />
húmedo, <strong>al</strong> cabo <strong>de</strong> los cu<strong>al</strong>es, se comprueba si se ha producido <strong>al</strong>gún<br />
<strong>en</strong>durecimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la masa. Se consi<strong>de</strong>ra que el materi<strong>al</strong> <strong>en</strong>sayado es puzolánico<br />
cuando las probetas así conservadas resist<strong>en</strong>, sin <strong>de</strong>shacerse, un tratami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> 2<br />
horas <strong>en</strong> agua hirvi<strong>en</strong>do.<br />
2.6.5 CRITERIOS CUANTITATIVOS<br />
Son más <strong>de</strong>t<strong>al</strong>lados y precisos y permit<strong>en</strong>, cuando m<strong>en</strong>os, establecer<br />
com<strong>para</strong>ciones sobre una base más firme.<br />
2.6.5.1 QUIMICOS<br />
Como los cu<strong>al</strong>itativos <strong>de</strong> igu<strong>al</strong> natur<strong>al</strong>eza, se basan <strong>en</strong> la reacción <strong>de</strong>l<br />
materi<strong>al</strong> puzolánico con agua <strong>de</strong> c<strong>al</strong>.<br />
Uno <strong>de</strong> los métodos consiste <strong>en</strong> agitar con agua <strong>de</strong> c<strong>al</strong> la puzolana<br />
finam<strong>en</strong>te molida y, bi<strong>en</strong> <strong>en</strong> frío o <strong>en</strong> c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te (casi a ebullición), <strong>de</strong>terminar la<br />
cantidad <strong>de</strong> c<strong>al</strong> fijada por v<strong>al</strong>oración <strong>de</strong>l líquido con ácido clorhídrico (volumetría<br />
<strong>de</strong> retorno).<br />
Una mod<strong>al</strong>idad <strong>de</strong>l método consiste <strong>en</strong> medir la conductividad <strong>de</strong>l líquido<br />
(<strong>de</strong>creci<strong>en</strong>te a medida que la puzolana fija c<strong>al</strong>), <strong>en</strong> lugar <strong>de</strong> v<strong>al</strong>orar la<br />
disolución con ácido clorhídrico.<br />
Otra variante se basa <strong>en</strong> la utilización <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> barita, <strong>en</strong> lugar <strong>de</strong> agua <strong>de</strong><br />
c<strong>al</strong>, pues, dado que la solubilidad <strong>de</strong>l hidróxido bárico es mayor que la <strong>de</strong>l<br />
hidróxido cálcico, es posible conseguir con aquél una conc<strong>en</strong>tración mayor, lo<br />
67
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
que permite utilizar volúm<strong>en</strong>es m<strong>en</strong>ores <strong>de</strong> líquido. Se <strong>de</strong>termina, por<br />
v<strong>al</strong>oración con ácido, la cantidad <strong>de</strong> barita fijada (difer<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> conc<strong>en</strong>tración<br />
<strong>en</strong>tre un volum<strong>en</strong> <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> barita sin tratar y un volum<strong>en</strong> igu<strong>al</strong> <strong>de</strong>l mismo<br />
agua, <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> agitada con el materi<strong>al</strong> puzolánico). Se <strong>de</strong>signa por índice<br />
<strong>de</strong> barita a la cantidad <strong>de</strong> ésta fijada por 1 gramo <strong>de</strong> puzolana.<br />
El método <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong>l hidróxido cálcico fijado <strong>en</strong> los morteros, por<br />
extracción, es impreciso, sobre todo porque una parte <strong>de</strong>l hidróxido, atrapado e<br />
inmovilizado por los geles tobermoríticos, no se <strong>de</strong>ja extraer fácilm<strong>en</strong>te, si<strong>en</strong>do<br />
necesario pulverizar muy finam<strong>en</strong>te los materi<strong>al</strong>es <strong>para</strong> lograr una extracción<br />
casi completa, con lo que el <strong>grado</strong> <strong>de</strong> finura <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> tratado aparece como<br />
variable difícil <strong>de</strong> controlar.<br />
El procedimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminar los compon<strong>en</strong>tes solubles <strong>en</strong> ácidos<br />
(clorhídrico, nítrico) o <strong>en</strong> álc<strong>al</strong>is (sosa, potasa, carbonato sódico) <strong>en</strong> g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> no<br />
guarda relación con los métodos basados <strong>en</strong> las resist<strong>en</strong>cias .<br />
El método basado <strong>en</strong> un tratami<strong>en</strong>to ácido seguido <strong>de</strong> otro <strong>al</strong>c<strong>al</strong>ino <strong>para</strong><br />
<strong>de</strong>terminar la sílice y los sesquióxidos solubles es mejor, pero sólo da un<br />
índice <strong>de</strong> la fijación <strong>de</strong> c<strong>al</strong>, sin relación con las resist<strong>en</strong>cias <strong>al</strong>canzadas <strong>en</strong><br />
morteros. A<strong>de</strong>más, es un método que sólo permite com<strong>para</strong>r puzolanas <strong>de</strong> un<br />
mismo tipo u orig<strong>en</strong>.<br />
Una variante antigua <strong>de</strong> este método consistía <strong>en</strong> tratar la puzolana,<br />
primero con ácido clorhídrico diluido (1:8) y <strong>de</strong>spués con potasa <strong>al</strong> 20 % ; la<br />
suma <strong>de</strong> los solubilizados <strong>en</strong> ambos procesos da i<strong>de</strong>a <strong>de</strong>l v<strong>al</strong>or puzolánico <strong>de</strong>l<br />
materi<strong>al</strong>.<br />
De este procedimi<strong>en</strong>to existe una versión mo<strong>de</strong>rna más <strong>de</strong>t<strong>al</strong>lada y precisa,<br />
según la cu<strong>al</strong> 1 gramo <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> a <strong>en</strong>sayar se trata con 25 ml <strong>de</strong> agua y 10<br />
ml <strong>de</strong> ácido clorhídrico conc<strong>en</strong>trado; se c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>ta casi a ebullición y se filtra. Se<br />
lava el residuo 5 veces con agua hirvi<strong>en</strong>do; <strong>de</strong> 4 a 5 veces, con 100 ml cada<br />
vez, <strong>de</strong> hidróxido sódico <strong>al</strong> 10 %, <strong>en</strong> frío; 2 veces con agua hirvi<strong>en</strong>do; 2 veces<br />
con ácido clorhídrico <strong>al</strong> 0,7 % y 5 veces con agua hirvi<strong>en</strong>do. El residuo se <strong>de</strong>ja<br />
escurrir, se <strong>de</strong>seca y se incinera. La pérdida <strong>de</strong>l peso (difer<strong>en</strong>cia <strong>en</strong>tre el<br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
gramo origin<strong>al</strong> y el peso <strong>de</strong>l residuo incinerado) da una i<strong>de</strong>a cuantitativa <strong>de</strong>l<br />
v<strong>al</strong>or puzolánico.<br />
La sílice solubilizada por reacción con la c<strong>al</strong> sí parece ser, <strong>en</strong> cambio, un<br />
índice relacionado con las resist<strong>en</strong>cias, si la natur<strong>al</strong>eza <strong>de</strong> la puzolana es t<strong>al</strong><br />
que no requiere mucho agua <strong>para</strong> lograr una plasticidad norm<strong>al</strong> <strong>en</strong> el mortero.<br />
No es, <strong>en</strong> cambio, un método práctico por exigir el mismo tiempo que el<br />
basado <strong>en</strong> la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> las resist<strong>en</strong>cias.<br />
2.6.5.2 FISICOS<br />
Los métodos químicos cuantitativos, adolec<strong>en</strong> <strong>de</strong>l <strong>de</strong>fecto <strong>de</strong> no<br />
respon<strong>de</strong>r, <strong>en</strong> cuanto a condiciones <strong>de</strong> <strong>en</strong>sayo, a las re<strong>al</strong>es <strong>de</strong> actuación y<br />
<strong>de</strong> empleo <strong>de</strong> las puzolanas <strong>en</strong> la práctica.<br />
Ello ha llevado a establecer un procedimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> v<strong>al</strong>oración más <strong>en</strong><br />
consonancia con el comportami<strong>en</strong>to puzolánico re<strong>al</strong>, basado <strong>en</strong> la<br />
fabricación <strong>de</strong> probetas a partir <strong>de</strong> una mezcla, amasada con agua, <strong>de</strong><br />
puzolana y c<strong>al</strong> apagada <strong>en</strong> polvo. Las probetas se conservan durante<br />
<strong>al</strong>gunos días <strong>en</strong> ambi<strong>en</strong>te húmedo ex<strong>en</strong>to <strong>de</strong> dióxido <strong>de</strong> carbono y, una vez<br />
fraguadas, bajo agua. De tiempo <strong>en</strong> tiempo se <strong>de</strong>termina la porción soluble<br />
<strong>en</strong> ácido clorhídrico; el aum<strong>en</strong>to <strong>de</strong> esta porción soluble da i<strong>de</strong>a <strong>de</strong> la marcha<br />
<strong>de</strong> la reacción <strong>en</strong>tre la puzolana y la c<strong>al</strong>.<br />
En re<strong>al</strong>idad este procedimi<strong>en</strong>to es mixto, aun cuando se sustituy<strong>en</strong> las<br />
<strong>de</strong>terminaciones periódicas <strong>de</strong> la parte soluble, por <strong>de</strong>terminaciones <strong>de</strong>l<br />
c<strong>al</strong>or <strong>de</strong> reacción <strong>en</strong>tre la puzolana y la c<strong>al</strong>.<br />
Un verda<strong>de</strong>ro <strong>en</strong>sayo tecnológico es el preconizado por las Normas<br />
<strong>al</strong>emanas (DIN 51043), consist<strong>en</strong>te <strong>en</strong> pre<strong>para</strong>r probetas <strong>de</strong> un mortero a<br />
base <strong>de</strong> 1 parte <strong>en</strong> peso <strong>de</strong> puzolana ("trass"), 0,8 partes <strong>de</strong> c<strong>al</strong> apagada <strong>en</strong><br />
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Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
polvo (norm<strong>al</strong>izada) y 1,5 partes <strong>en</strong> peso <strong>de</strong> ar<strong>en</strong>a norm<strong>al</strong>izada. Las<br />
probetas se conservan <strong>en</strong> unas condiciones <strong>de</strong>terminadas y se <strong>en</strong>sayan a<br />
tracción y compresión a plazos fijos, exigiéndose v<strong>al</strong>ores mínimos <strong>para</strong> las<br />
respectivas resist<strong>en</strong>cias, si el materi<strong>al</strong> <strong>en</strong>sayado ha <strong>de</strong> ser consi<strong>de</strong>rado como<br />
puzolánico.<br />
En re<strong>al</strong>idad este <strong>en</strong>sayo también es mixto, por cuanto, que va ligado <strong>al</strong><br />
<strong>de</strong>l cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> hidratación <strong>de</strong> la puzolana.<br />
Entre los métodos acelerados, los basados <strong>en</strong> la extracción <strong>de</strong> hidróxido<br />
cálcico libre y <strong>de</strong> sílice soluble <strong>en</strong> los productos fraguados <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>n <strong>de</strong> la<br />
temperatura, factor que hay que t<strong>en</strong>er <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta, sobre todo <strong>al</strong> com<strong>para</strong>r<br />
puzolanas natur<strong>al</strong>es y artifici<strong>al</strong>es. Los basados <strong>en</strong> las resist<strong>en</strong>cias<br />
aceleradas distorsionan los resultados y cabe preguntarse si v<strong>al</strong><strong>en</strong> más bi<strong>en</strong><br />
<strong>para</strong> ev<strong>al</strong>uar la durabilidad.<br />
Exist<strong>en</strong> otros métodos difer<strong>en</strong>ci<strong>al</strong>es que se basan <strong>en</strong> la apreciación <strong>de</strong><br />
las resist<strong>en</strong>cias según tratami<strong>en</strong>tos previos <strong>en</strong> frío y <strong>en</strong> c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te.<br />
El método c<strong>al</strong>orimétrico <strong>de</strong> BESSEY es distinto <strong>de</strong> todos los anteriores y<br />
<strong>al</strong> implicar la aportación <strong>de</strong> c<strong>al</strong>or <strong>al</strong> sistema supone también una acción<br />
puzolánica extra adicion<strong>al</strong>.<br />
En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> aquí no se <strong>en</strong>trará <strong>en</strong> <strong>de</strong>t<strong>al</strong>le con respecto a cada método, pues<br />
interesa m<strong>en</strong>cionarlos solam<strong>en</strong>te. Esto <strong>para</strong> saber que exist<strong>en</strong> difer<strong>en</strong>tes métodos<br />
que pue<strong>de</strong>n aproximar, <strong>en</strong> gran medida, los criterios <strong>de</strong> v<strong>al</strong>oración <strong>de</strong> las puzolanas<br />
a lo re<strong>al</strong>.<br />
70
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
2.7 DESARROLLO DE LAS APLICACIONES DE LAS PUZOLANAS DE ORIGEN<br />
VOLCANICO: ESTADO DEL ARTE.<br />
2.7.1 APLICACION DE PUZOLANAS EN EL CEMENTO<br />
De todos los conglomerantes hidráulicos el cem<strong>en</strong>to Pórtland y sus <strong>de</strong>rivados son<br />
los más empleados <strong>en</strong> la construcción <strong>de</strong>bido a estar formados, básicam<strong>en</strong>te, por<br />
mezclas <strong>de</strong> c<strong>al</strong>iza, arcilla y yeso que son miner<strong>al</strong>es muy abundantes <strong>en</strong> la<br />
natur<strong>al</strong>eza, ser su precio relativam<strong>en</strong>te bajo <strong>en</strong> com<strong>para</strong>ción con otros materi<strong>al</strong>es y<br />
t<strong>en</strong>er unas propieda<strong>de</strong>s muy a<strong>de</strong>cuadas <strong>para</strong> las metas que <strong>de</strong>b<strong>en</strong> <strong>al</strong>canzar.<br />
D<strong>en</strong>tro <strong>de</strong> los conglomerantes hidráulicos <strong>en</strong>tran también los cem<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> <strong>al</strong>to<br />
horno, los puzolánicos y los mixtos, t<strong>en</strong>i<strong>en</strong>do todos éstos un campo muy gran<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
empleo <strong>en</strong> hormigones <strong>para</strong> <strong>de</strong>terminados medios, así como los cem<strong>en</strong>tos<br />
<strong>al</strong>uminosos "cem<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> <strong>al</strong>uminato <strong>de</strong> c<strong>al</strong>cio", que se aplican <strong>en</strong> casos especi<strong>al</strong>es.<br />
Los cem<strong>en</strong>tos se emplean <strong>para</strong> producir morteros y hormigones cuando se<br />
mezclan con agua y áridos, natur<strong>al</strong>es o artifici<strong>al</strong>es, obt<strong>en</strong>iéndose con ellos elem<strong>en</strong>tos<br />
constructivos prefabricados o construidos "in situ".<br />
En nuestro país es Cem<strong>en</strong>tos Polpaico qui<strong>en</strong> a fines <strong>de</strong> la década <strong>de</strong> los<br />
cincu<strong>en</strong>ta introduce <strong>al</strong> mercado los cem<strong>en</strong>tos puzolánicos (con puzolana), como<br />
<strong>al</strong>ternativa <strong>de</strong> los Pórtland. La puzolana es un materi<strong>al</strong> extremadam<strong>en</strong>te abundante<br />
<strong>en</strong> Chile y que <strong>en</strong>trega excel<strong>en</strong>tes características hidráulicas.<br />
71
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
2.7.2 CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS SEGUN SUS COMPONENTES.<br />
En Chile los cem<strong>en</strong>tos se clasifican <strong>en</strong>:<br />
Cem<strong>en</strong>tos PORTLAND, si están compuestos por clínker y un bajo porc<strong>en</strong>taje<br />
<strong>de</strong> yeso.<br />
Cem<strong>en</strong>tos SIDERURGICOS, compuestos <strong>de</strong> clínker más escoria básica<br />
granulada <strong>de</strong> <strong>al</strong>to horno y yeso, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> los que están:<br />
Cem<strong>en</strong>tos Pórtland Si<strong>de</strong>rúrgicos: Si el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> escoria<br />
granulada <strong>de</strong> <strong>al</strong>to horno es inferior <strong>al</strong> 30%.<br />
Cem<strong>en</strong>tos Si<strong>de</strong>rúrgicos: si el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> escoria granulada <strong>de</strong><br />
<strong>al</strong>to horno está pres<strong>en</strong>te <strong>en</strong> porc<strong>en</strong>tajes compr<strong>en</strong>didos <strong>en</strong>tre 30 y 75<br />
%.<br />
Cem<strong>en</strong>tos PUZOLANICOS, compuestos por clínker, puzolana y yeso.<br />
Cem<strong>en</strong>to Pórtland Puzolánico: si el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> puzolana es<br />
inferior a 30 %.<br />
Cem<strong>en</strong>tos Puzolánicos: si el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> puzolana está <strong>en</strong>tre 30<br />
y 50 %.<br />
En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, <strong>para</strong> lograr una variedad <strong>de</strong> aplicaciones <strong>de</strong>l cem<strong>en</strong>to, hoy <strong>en</strong> día, se<br />
requiere utilizar <strong>en</strong> su elaboración, sustancias natur<strong>al</strong>es o sintéticas que impriman <strong>al</strong><br />
cem<strong>en</strong>to las propieda<strong>de</strong>s requeridas. Esta función la cumpl<strong>en</strong> los llamados aditivos,<br />
existi<strong>en</strong>do una amplia gama <strong>de</strong> éstos, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> los cu<strong>al</strong>es citamos también a las<br />
puzolanas.<br />
72
2.7.2.1 CEMENTOS PUZOLANICOS<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Resultan <strong>de</strong> la moli<strong>en</strong>da conjunta <strong>de</strong> clínker puzolana y yeso.<br />
La adición <strong>de</strong> puzolana confiere características v<strong>en</strong>tajosas <strong>para</strong> los cem<strong>en</strong>tos,<br />
t<strong>al</strong>es como mayor resist<strong>en</strong>cia química, m<strong>en</strong>or c<strong>al</strong>or <strong>de</strong> hidratación, inhibición <strong>de</strong> la<br />
reacción nociva álc<strong>al</strong>is / árido.<br />
2.7.3 APLICACION DE PUZOLANAS EN MORTEROS Y HORMIGONES.<br />
Las puzolanas son usadas <strong>en</strong> hormigones como filler, tanto <strong>en</strong> hormigones<br />
norm<strong>al</strong>es como también <strong>en</strong> hormigones rodillados.<br />
Por ejemplo el proyecto <strong>de</strong> la C<strong>en</strong>tr<strong>al</strong> Hidroleléctrica R<strong>al</strong>co, que ha sido<br />
elaborado por la Empresa Nacion<strong>al</strong> <strong>de</strong> Electricidad S.A., ENDESA, ha utilizado <strong>para</strong><br />
la construcción un Hormigón Compactado con Rodillado (HCR), cuyos compon<strong>en</strong>tes<br />
son cem<strong>en</strong>to, áridos gruesos, áridos finos, puzolana y agua.<br />
La función <strong>de</strong> la puzolana <strong>en</strong> los hormigones es aportar los finos que no ti<strong>en</strong>e<br />
la dosificación, es <strong>de</strong>cir, <strong>para</strong> aum<strong>en</strong>tar la compacidad <strong>de</strong>l hormigón.<br />
Como ya se ha dicho anteriorm<strong>en</strong>te las puzolanas ti<strong>en</strong><strong>en</strong> casi ninguna<br />
propieda<strong>de</strong>s hidráulicas, pero <strong>al</strong> mezclarlas con el clínker <strong>de</strong>l cem<strong>en</strong>to (<strong>en</strong> su<br />
fabricación) se activa dicha propiedad.<br />
Como requisito <strong>en</strong> la utilización <strong>de</strong> puzolanas <strong>en</strong> hormigones se requiere que<br />
ésta esté seca y pulverizada, <strong>para</strong> po<strong>de</strong>r trabajar con una granulometría controlada.<br />
De hecho con respecto a la granulometría se pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>cir que se está trabajando con<br />
<strong>al</strong>ta tecnología, si<strong>en</strong>do un ejemplo <strong>de</strong> ésto la empresa <strong>de</strong> Cem<strong>en</strong>tos Melón, <strong>en</strong> don<strong>de</strong><br />
el proceso <strong>de</strong> control granulométrico se hace vía láser.<br />
Con respecto a las resist<strong>en</strong>cias mecánicas a compresión <strong>al</strong>canzadas por las<br />
lechadas con puzolanas son más elevadas <strong>de</strong> lo que cabría esperar, por el cont<strong>en</strong>ido<br />
<strong>en</strong> cem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> las mismas y por la elevada relación agua / cem<strong>en</strong>to, <strong>de</strong>mostrando el<br />
73
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
papel efectivo <strong>en</strong> el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> micro estructuras resist<strong>en</strong>tes activadas por la<br />
pres<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> puzolanas.<br />
La incorporación <strong>de</strong> puzolanas a las lechadas <strong>en</strong> niveles <strong>de</strong> sustitución elevados<br />
(30%), permite la reducción <strong>en</strong> el consumo <strong>de</strong> cem<strong>en</strong>to, sin sacrificar las propieda<strong>de</strong>s<br />
básicas <strong>de</strong>l producto fin<strong>al</strong>.<br />
La puzolana aplicada <strong>al</strong> concreto lo hace m<strong>en</strong>os permeable y por tanto más<br />
durable, mejorando consi<strong>de</strong>rablem<strong>en</strong>te las propieda<strong>de</strong>s mecánicas <strong>de</strong> éste. A<strong>de</strong>más<br />
propicia una disminución <strong>de</strong>l cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> cem<strong>en</strong>to y produce el consigui<strong>en</strong>te ahorro<br />
<strong>de</strong> la mezcla.<br />
La incorporación <strong>de</strong> puzolanas natur<strong>al</strong>es mejora el comportami<strong>en</strong>to <strong>de</strong>l cem<strong>en</strong>to<br />
ante ag<strong>en</strong>tes agresivos y disminuye el c<strong>al</strong>or <strong>de</strong> hidratación, <strong>de</strong>biéndose ad<strong>optar</strong>, por<br />
contra, precauciones especi<strong>al</strong>es <strong>en</strong> el curado y <strong>en</strong> el hormigonado <strong>en</strong> tiempo frío.<br />
2.7.4 APLICACION DE PUZOLANAS EN LA FABRICACION DE LADRILLO.<br />
También se estarían incorporando las puzolanas a la fabricación <strong>de</strong>l ladrillo. En<br />
It<strong>al</strong>ia, <strong>en</strong> particular, don<strong>de</strong> abundan las puzolanas, ha sido incorporada obt<strong>en</strong>iéndose<br />
ladrillos como se indica a continuación.<br />
La mezcla <strong>de</strong> puzolana <strong>al</strong>tam<strong>en</strong>te reactiva y arcillas corri<strong>en</strong>tes o comunes permitió<br />
la fabricación <strong>de</strong> ladrillos con temperaturas <strong>de</strong> cocción m<strong>en</strong>or o igu<strong>al</strong> que 1100 ºC y<br />
que pres<strong>en</strong>tan <strong>al</strong>ta <strong>de</strong>nsidad, baja porosidad y bu<strong>en</strong>a resist<strong>en</strong>cia <strong>al</strong> ataque <strong>de</strong> los<br />
ácidos. Esas propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l ladrillo obt<strong>en</strong>idas con costos <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía reducidos, se<br />
<strong>de</strong>bieron a la formación <strong>de</strong> una fase vítrea abundante, compacta y químicam<strong>en</strong>te<br />
inerte y que incluyó granos compuestos princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>de</strong> mulita.<br />
Los materi<strong>al</strong>es obt<strong>en</strong>idos son particularm<strong>en</strong>te apropiados <strong>para</strong> pavim<strong>en</strong>tos,<br />
recubrimi<strong>en</strong>tos y <strong>en</strong> g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> <strong>para</strong> todo tipo <strong>de</strong> estructuras sujetas a ataques químicos<br />
severos. (Ref.6)<br />
74
2.7.5 APLICACIONES VARIAS.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Las puzolanas, con el pasar <strong>de</strong>l tiempo, han ido si<strong>en</strong>do utilizadas <strong>en</strong> distintas<br />
áreas. Deberían existir otras aplicaciones <strong>para</strong> las puzolanas, dado el v<strong>al</strong>or físico y<br />
químico <strong>de</strong> éstas: sílice con reactividad química singular.<br />
A continuación se m<strong>en</strong>cionan <strong>al</strong>gunas aplicaciones <strong>de</strong> distintos tipos <strong>de</strong> puzolana,<br />
don<strong>de</strong> cabría esperar muchas otras, pero ésto será problema <strong>de</strong>l cu<strong>al</strong> se ocupará <strong>en</strong><br />
la segunda parte <strong>de</strong>l pres<strong>en</strong>te informe.<br />
2.7.5.1 PUZOLANAS VOLCANICAS ROJAS.<br />
Los materi<strong>al</strong>es <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> volcánico pose<strong>en</strong> una gran ligereza, y <strong>en</strong> particular<br />
ti<strong>en</strong><strong>en</strong> propieda<strong>de</strong>s dr<strong>en</strong>antes y aislantes. A su vez, son materi<strong>al</strong>es con una gran<br />
durabilidad que manti<strong>en</strong><strong>en</strong> sus características <strong>en</strong> inst<strong>al</strong>aciones que ti<strong>en</strong><strong>en</strong> una vida<br />
útil muy larga. La puzolana volcánica <strong>de</strong> color rojizo y granulometría uniforme 6-10<br />
mm. es muy útil como elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong>corativo <strong>en</strong> caminos, parques y jardines. Su<br />
capacidad <strong>de</strong> dr<strong>en</strong>aje y baja <strong>de</strong>nsidad se aprovecha <strong>para</strong> mejorar la percolación <strong>de</strong>l<br />
agua <strong>en</strong> obras <strong>de</strong> construcción, jardines y campos <strong>de</strong> <strong>de</strong>porte. Gracias a su baja<br />
<strong>de</strong>nsidad y su elevado po<strong>de</strong>r aislante es <strong>de</strong> gran utilidad <strong>para</strong> el rell<strong>en</strong>o <strong>de</strong> cubiertas,<br />
el establecimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> dr<strong>en</strong>aje y la fabricación <strong>de</strong> hormigones ligeros. Los<br />
filtros <strong>de</strong> olor son un materi<strong>al</strong> veget<strong>al</strong> grueso, <strong>de</strong> baja <strong>de</strong>nsidad que actúa como filtro<br />
absorb<strong>en</strong>te <strong>de</strong> m<strong>al</strong>os olores <strong>en</strong> procesos industri<strong>al</strong>es (<strong>de</strong>puradoras <strong>de</strong> agua)<br />
mediante la circulación <strong>de</strong>l aire impregnado a través <strong>de</strong>l filtro veget<strong>al</strong> <strong>de</strong> olor.<br />
75
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
2.7.5.2 PUZOLANAS VOLCANICAS NEGRAS.<br />
Puzolana volcánica <strong>de</strong> color negro, <strong>de</strong> granulometría uniforme 6-16 mm, 16-25<br />
mm o 25-40 mm. Ti<strong>en</strong>e una <strong>de</strong>nsidad ligeram<strong>en</strong>te superior a la puzolana roja. Las<br />
aplicaciones <strong>de</strong> las distintas granulometrías son las sigui<strong>en</strong>tes:<br />
Granulometría 6-16 mm: se recomi<strong>en</strong>da como materia dr<strong>en</strong>ante <strong>para</strong> la<br />
fabricación <strong>de</strong> substratos y <strong>para</strong> sistemas <strong>de</strong> dr<strong>en</strong>aje.<br />
Granulometría 16-25 mm: se utiliza <strong>para</strong> <strong>de</strong>coración <strong>de</strong> jardines y patios<br />
interiores don<strong>de</strong> se <strong>de</strong>see minimizar las labores <strong>de</strong> mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to, evitando la<br />
erosión y la s<strong>al</strong>ida <strong>de</strong> m<strong>al</strong>as hierbas. Su natur<strong>al</strong>eza volcánica la hace muy indicada<br />
<strong>para</strong> el cubrimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> jardineras.<br />
Granulometría 25-40 mm: utilizable como mulch grueso <strong>para</strong> protección <strong>de</strong> las<br />
raíces <strong>de</strong> los cambios <strong>de</strong> temperatura y humedad, y evitando la s<strong>al</strong>ida <strong>de</strong> m<strong>al</strong>as<br />
hierbas v la erosión <strong>de</strong> terr<strong>en</strong>os sin vegetación.<br />
76
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
3.0 CAPITULO III<br />
DESARROLLO EXPERIMENTAL<br />
77
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
3.0 CAPITULO III: DESARROLLO EXPERIMENTAL.<br />
3.1 CARACTERIZACION DE MATERIAS PRIMAS<br />
3.1.1 ARCILLA<br />
Este materi<strong>al</strong> es prov<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la ciudad <strong>de</strong> Santiago. Fue proporcionado por<br />
Ladrillos Princesa <strong>de</strong> la misma ciudad.<br />
Se trabajó con arcilla <strong>en</strong> estado natur<strong>al</strong>, es <strong>de</strong>cir, sin previo tratami<strong>en</strong>to <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
el punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> su granulometría y <strong>de</strong> su humedad.<br />
Para conocer la composición química <strong>de</strong> la arcilla y el caolín, se <strong>en</strong>viaron<br />
muestras a Cem<strong>en</strong>tos <strong>Bío</strong>–<strong>Bío</strong>, don<strong>de</strong> se hizo el análisis, obt<strong>en</strong>iéndose los<br />
resultados que se muestran <strong>en</strong> la sigui<strong>en</strong>te tabla:<br />
RESULTADOS ARCILLA CAOLIN<br />
SiO2 (%) 58,92 58,00<br />
Al2O3 15,50 18,60<br />
Fe2O3 8,80 6,40<br />
CaO 2,90 0,80<br />
MgO 2,10 1,60<br />
SO3 0,00 1,00<br />
SO3 (tot<strong>al</strong>) LECO (%) 0,00 2,80<br />
NaO 2,60 0,50<br />
K2O 1,43 2,80<br />
Pérdida Por c<strong>al</strong>cinación 5,33 8,40<br />
Humedad a 110ºC (%) 4,50 4,00<br />
Fu<strong>en</strong>te: Análisis re<strong>al</strong>izado <strong>en</strong> Noviembre <strong>de</strong>l 2003 por. Depto. Control <strong>de</strong> C<strong>al</strong>idad Cem<strong>en</strong>tos <strong>Bío</strong>-<strong>Bío</strong><br />
S.A.C.I.<br />
78
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Revisando el análisis químico mostrado <strong>en</strong> la tabla anterior, se percib<strong>en</strong><br />
estándares básicos <strong>para</strong> la materia prima <strong>de</strong>l ladrillo. Sin embargo llama la at<strong>en</strong>ción<br />
lo similares que son los v<strong>al</strong>ores e ambas muestras.<br />
Visu<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te la arcilla y el caolín se aprecian muy distintas, sin embargo su<br />
aporte a las propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> la masa cerámica son similares. Debido a esto, se<br />
pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>cir que f<strong>al</strong>ta un materi<strong>al</strong> que cumpla propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> <strong>de</strong>s<strong>en</strong>grasante, por lo<br />
que la puzolana, pue<strong>de</strong> ser una bu<strong>en</strong>a solución.<br />
3.1.1 PUZOLANA<br />
La puzolana es el aditivo a incorporar y fue facilitado por Cem<strong>en</strong>tos Polpaico,<br />
su proce<strong>de</strong>ncia es <strong>de</strong> la ciudad <strong>de</strong> Santiago, don<strong>de</strong> dicha empresa ti<strong>en</strong>e sus propios<br />
yacimi<strong>en</strong>tos. Esta puzolana es correspon<strong>de</strong> a la misma empleada por dicha empresa<br />
<strong>para</strong> elaborar el cem<strong>en</strong>to puzolánico.<br />
Para conocer la granulometría <strong>de</strong> la puzolana, se re<strong>al</strong>izó un tamizado <strong>en</strong> serie,<br />
el que arrojó los sigui<strong>en</strong>tes v<strong>al</strong>ores:<br />
TAMIZ (mm)<br />
PESO RESIDUO<br />
SECO (g) % DE RESIDUO<br />
0,85 16,58 14,90<br />
0,50 14,21 12,77<br />
0,30 2,03 1,82<br />
0,15 21,00 18,88<br />
BASE (-0,15) 57,43 51,62<br />
Peso (g) 111,25 99,99<br />
Más a<strong>de</strong>lante, don<strong>de</strong> se an<strong>al</strong>iza el proceso <strong>de</strong> fabricación <strong>de</strong> las probetas, se<br />
explica más <strong>en</strong> <strong>de</strong>t<strong>al</strong>le este proceso.<br />
Des<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista químico, dicho análisis está <strong>en</strong> curso.<br />
79
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
3.2 ACONDICIONAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS<br />
Foto Nº1: Arcilla mojada recién<br />
<strong>al</strong>mac<strong>en</strong>ada<br />
Foto Nº2: Arcilla secada natur<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te<br />
Tanto la arcilla como el caolín estaban <strong>al</strong>mac<strong>en</strong>ados <strong>en</strong> unos <strong>en</strong>vases <strong>de</strong> tipo<br />
plástico y colocados sobre p<strong>al</strong>lets. En un comi<strong>en</strong>zo dichos materi<strong>al</strong>es estaban<br />
guardados bajo techo <strong>en</strong> un g<strong>al</strong>pón <strong>en</strong> las inmediaciones <strong>de</strong> la universidad <strong>de</strong>l <strong>Bío</strong>-<br />
<strong>Bío</strong>, condición que posteriorm<strong>en</strong>te cambió, pues por efectos <strong>de</strong> espacio, fueron<br />
sacados a la intemperie, por lo que quedaban expuestos a las diversas condiciones<br />
climáticas, si<strong>en</strong>do la lluvia qui<strong>en</strong> más afectaba las propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> éstos.<br />
Lo m<strong>en</strong>cionado anteriorm<strong>en</strong>te apunta princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te a la excesiva<br />
incorporación <strong>de</strong> humedad a la que estaban expuestos los materi<strong>al</strong>es, pues <strong>en</strong><br />
laboratorio <strong>en</strong> forma posterior era mucho más <strong>de</strong>moroso el proceso <strong>de</strong> secado, <strong>para</strong><br />
así po<strong>de</strong>r manejar o más bi<strong>en</strong> dicho controlar la variable humedad. Se <strong>al</strong>mac<strong>en</strong>a <strong>en</strong><br />
unos cajones <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ra don<strong>de</strong> se <strong>de</strong>jan secar <strong>al</strong> aire libre, como se muestra a<br />
continuación.<br />
80
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
La arcilla y el caolín no t<strong>en</strong>ían ningún tipo <strong>de</strong> procesami<strong>en</strong>to o <strong>de</strong> moli<strong>en</strong>da, ya<br />
que eran <strong>en</strong>viados a Concepción <strong>en</strong> las mismas condiciones granulométricas que se<br />
<strong>en</strong>contraban <strong>en</strong> el lugar <strong>de</strong> extracción.<br />
La puzolana, como se m<strong>en</strong>cionó anteriorm<strong>en</strong>te, es prov<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la ciudad <strong>de</strong><br />
Curicó, lugar <strong>de</strong>l cu<strong>al</strong> la extrae Cem<strong>en</strong>tos Polpaico. Al igu<strong>al</strong> que los materi<strong>al</strong>es<br />
anteriores se aprecia que no posee ningún tipo <strong>de</strong> moli<strong>en</strong>da o procesami<strong>en</strong>to, es<br />
<strong>de</strong>cir, se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> estado natur<strong>al</strong>.<br />
En cuanto a la pre<strong>para</strong>ción <strong>de</strong> estos materi<strong>al</strong>es, los procesos apuntan a<br />
manejar la granulometría y la humedad <strong>de</strong> éstos.<br />
La arcilla y el caolín tras ser llevados <strong>al</strong> laboratorio, se colocaban <strong>en</strong> una<br />
especie <strong>de</strong> cajones, don<strong>de</strong> se <strong>de</strong>jaban secar <strong>en</strong> forma natur<strong>al</strong>, si<strong>en</strong>do sacados <strong>al</strong> aire<br />
libre cuando las condiciones climáticas lo permitían, <strong>para</strong> así ayudar a que el materi<strong>al</strong><br />
expulsara la mayor cantidad <strong>de</strong> humedad posible. A<strong>de</strong>más cada cierto tiempo dichos<br />
materi<strong>al</strong>es eran removidos, <strong>para</strong> facilitar el proceso <strong>de</strong> secado.<br />
Una vez que se apreciaba que el materi<strong>al</strong> <strong>al</strong>canzaba un equilibrio, o por lo<br />
m<strong>en</strong>os se <strong>en</strong>contraba más seco, era puesto <strong>en</strong> unos tiestos <strong>de</strong> <strong>al</strong>uminio, <strong>para</strong> luego<br />
ser colocados <strong>en</strong> un horno. Cuando el materi<strong>al</strong> se <strong>en</strong>contraba seco era <strong>al</strong>mac<strong>en</strong>ado<br />
<strong>en</strong> sacos.<br />
Tras haber lo<strong>grado</strong> medianam<strong>en</strong>te el secado <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>, éste queda <strong>en</strong><br />
condiciones <strong>de</strong> ser molido. La i<strong>de</strong>a o motivo <strong>de</strong> este proceso es disminuir lo más que<br />
se pueda el tamaño <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es, <strong>para</strong> posteriorm<strong>en</strong>te facilitar el proceso <strong>de</strong><br />
humectación. La moli<strong>en</strong>da consta <strong>de</strong> dos etapas:<br />
81
3.2.1 MOLIENDA PRIMARIA<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Debido a que tanto la arcilla como el caolín tra<strong>en</strong> un tamaño o una<br />
granulometría muy variada se <strong>de</strong>be <strong>de</strong>jar <strong>en</strong> forma más uniforme. Este proceso no es<br />
nada más que, como su nombre lo indica, reducir el tamaño <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es, <strong>para</strong><br />
luego ser incorporados a la etapa que le prece<strong>de</strong>.<br />
Es necesario que se reduzca <strong>en</strong> forma primaria el tamaño <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es,<br />
ya que sin este proceso <strong>al</strong> ser incorporado <strong>al</strong> equipo <strong>de</strong> moli<strong>en</strong>da secundaria, éste se<br />
atoraría o simplem<strong>en</strong>te el motor no haría girar los rodillos que se <strong>en</strong>cargan <strong>de</strong> la<br />
moli<strong>en</strong>da. Es necesario m<strong>en</strong>cionar que <strong>en</strong> laboratorio existe un equipo <strong>para</strong> cada<br />
proceso, pero por <strong>en</strong>contrarse <strong>en</strong> m<strong>al</strong> estado o averiado el equipo empleado <strong>para</strong> el<br />
primer proceso no fue posible utilizarlo, por lo que tanto la moli<strong>en</strong>da primaria como la<br />
secundaria se llevaban a cavo <strong>en</strong> el equipo <strong>de</strong> la moli<strong>en</strong>da secundaria.<br />
Éste, por poseer un par <strong>de</strong> rodillos <strong>de</strong> distanciami<strong>en</strong>to regulable hace posible<br />
que se pueda ejecutar ambos procesos, lo que hacía más <strong>de</strong>moroso el procesos <strong>de</strong><br />
moli<strong>en</strong>da primaria<br />
Foto Nº3: Equipo averiado <strong>de</strong>stinado<br />
<strong>para</strong> moli<strong>en</strong>da primaria.<br />
82
3.2.2 MOLIENDA SECUNDARIA<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Una vez que se <strong>al</strong>canzaba un m<strong>en</strong>or tamaño <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es, éstos<br />
quedaban <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> ser pasados por los rodillos m<strong>en</strong>cionados<br />
anteriorm<strong>en</strong>te, los que se ajustaban <strong>de</strong>jándolos lo más juntos. Luego este materi<strong>al</strong><br />
quedaba acondicionado <strong>para</strong> ser mezclado y humectado con el resto <strong>de</strong> la mezcla.<br />
Foto Nº4: Rodillos por los que pasa el materi<strong>al</strong> <strong>para</strong> ser molida.<br />
Lo anterior se llevaba a cavo tanto <strong>para</strong> el caolín como <strong>para</strong> la arcilla, sin<br />
embargo, la puzolana se trataba <strong>de</strong> forma distinta. En primer lugar por estar<br />
cont<strong>en</strong>ida <strong>en</strong> bolsas plásticas se colocaba <strong>en</strong> tiestos don<strong>de</strong> se <strong>de</strong>jaba secar <strong>al</strong> aire<br />
libre. Luego se colocaba <strong>en</strong> el horno <strong>al</strong> igu<strong>al</strong> que las anteriores y se <strong>de</strong>jaba el tiempo<br />
necesario <strong>para</strong> eliminar la humedad excesiva.<br />
83
3.2.3 TAMIZADO DE PUZOLANA<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Una vez que se lograba secar la puzolana se procedía a ser pasada por una<br />
serie <strong>de</strong> tamices, <strong>para</strong> saber cu<strong>al</strong> era la granulometría predominante y así po<strong>de</strong>r<br />
<strong>de</strong>finir los cortes o las granulometrías con que se trabajaría. No olvi<strong>de</strong>mos que la<br />
granulometría es un punto fundam<strong>en</strong>t<strong>al</strong> <strong>en</strong> este estudio. Se re<strong>al</strong>izarán dos tamizados<br />
por se<strong>para</strong>do, uno <strong>en</strong> serie y otro <strong>de</strong> forma in<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te, con la fin<strong>al</strong>idad <strong>de</strong><br />
corroborar los v<strong>al</strong>ores obt<strong>en</strong>idos <strong>en</strong> el tamizado <strong>en</strong> serie.<br />
De acuerdo <strong>al</strong> tamizado <strong>de</strong> la puzolana se <strong>de</strong>cidió trabajar con los sigui<strong>en</strong>tes<br />
cortes:<br />
Corte (-20 + 35).............(-0,85 + 0,50) mm.<br />
Corte (-35 +50)..............(-0,50 + 0,30) mm.<br />
Corte (-50 + 100)...........(-0,30 + 0,15) mm.<br />
(-0,85 + 0,50) mm. (-0,50 + 0,30) mm. (-0,30 + 0,15) mm.<br />
84
3.2.3.1 PROCEDIMIENTO.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Se re<strong>al</strong>izó el tamizaje <strong>de</strong> la puzolana <strong>de</strong> dos maneras distintas una se hizo<br />
<strong>en</strong> serie y la otra <strong>en</strong> forma in<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te.<br />
GRANULOMETRIA EN SERIE<br />
% HH: 0,55%<br />
Foto Nº5: Serie tamices compuesto por<br />
tamiz Nº20, Nº35, Nº50 y Nº100<br />
PESO MUESTRA TAL CUAL: 111,88 (g)<br />
PESO MUESTRA SECA: 111,26 (g)<br />
TAMIZ Nº<br />
PESO TAMIZ VACIO<br />
(g)<br />
PESO TAMIZ +<br />
MUESTRA (g)<br />
PESO RESIDUO<br />
SECO (g)<br />
% DE RESIDUO<br />
20 420,11 436,78 16,58 14,90<br />
35 340,02 354,31 14,21 12,77<br />
50 374,25 376,29 2,03 1,82<br />
100 341,96 363,08 21,00 18,88<br />
BASE 376,52 434,27 57,43 51,62<br />
111,25 99,99<br />
85
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En los datos <strong>de</strong> la tabla anterior, se pue<strong>de</strong> observar que más <strong>de</strong>l 50% <strong>de</strong> la<br />
puzolana <strong>en</strong> estudio, correspon<strong>de</strong> a una granulometría inferior a 0,15 mm., por lo que<br />
<strong>para</strong> obt<strong>en</strong>er las otras granulometrías requeridas, se <strong>de</strong>bía moler, ya que el materi<strong>al</strong><br />
tot<strong>al</strong> con que se disponía sería sufici<strong>en</strong>te <strong>para</strong> efectuar todas las formulaciones.<br />
Por otro lado se observa que el residuo que queda sobre la m<strong>al</strong>la <strong>de</strong> 0,30<br />
mm. es sumam<strong>en</strong>te poco, hecho que concuerda con el proceso <strong>de</strong> obt<strong>en</strong>ción <strong>de</strong>l<br />
corte (-0,50 + 0,30) mm., utilizado <strong>para</strong> re<strong>al</strong>izar las experi<strong>en</strong>cias <strong>en</strong> laboratorio.<br />
GRANULOMETRIA EN TAMICES INDEPENDIENTES<br />
TAMIZ<br />
(mm)<br />
PESO TAMIZ<br />
VACIO (g)<br />
MUESTRA<br />
Seca(g)<br />
PESO TAMIZ +<br />
MUESTRA (g)<br />
PESO<br />
RESIDUO<br />
SECO (g)<br />
% DE<br />
RESIDUO<br />
0,85 420,11 26,34 426,59 6,44 24,46<br />
BASE 376,52 396,53 19,90 75,54<br />
0,50 340,02 25,27 347,38 7,32 28,96<br />
BASE 376,52 394,58 17,96 71,07<br />
0,30 374,25 25,17 381,75 7,46 29,63<br />
BASE 376,52 394,35 17,73 70,45<br />
0,15 341,96 25,75 354,49 12,46 48,40<br />
BASE 376,52 389,87 13,28 51,56<br />
En el tamizado in<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te se pue<strong>de</strong> apreciar que <strong>en</strong> los tres primeros<br />
cortes, el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> residuo fluctúa <strong>en</strong>tre 24% y un 29%, y que <strong>en</strong> el último corte,<br />
correspondi<strong>en</strong>te a 0,15 mm., se observa que el residuo es mucho mayor, llegando<br />
hasta un 51%. Por lo explicado anteriorm<strong>en</strong>te se pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>cir que la granulometría<br />
más abundante obt<strong>en</strong>ida, correspon<strong>de</strong> a (-0,30 + 0,15) mm.<br />
86
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
3.3 PROCESO DE FABRICACION DE LAS PLACAS<br />
3.3.1 MEDICION DE HUMEDAD DE MATERIAS PRIMAS<br />
Este proceso es bastante importante, pues permite c<strong>al</strong>cular la<br />
humedad fin<strong>al</strong> con la que queda el materi<strong>al</strong> y así po<strong>de</strong>r cuantificarla y<br />
consi<strong>de</strong>rarla <strong>para</strong> luego incorporar el agua restante <strong>de</strong> acuerdo <strong>al</strong><br />
porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humectación que se <strong>de</strong>finió <strong>para</strong> la mezcla.<br />
El proceso como t<strong>al</strong> es bastante simple, pues se emplean 3 cápsulas <strong>de</strong> vidrio<br />
<strong>en</strong> las que se colocarán muestras<br />
<strong>de</strong> cada materi<strong>al</strong>.<br />
En primer lugar se <strong>de</strong>b<strong>en</strong><br />
pre<strong>para</strong>r las cápsulas, es <strong>de</strong>cir,<br />
colocarlas <strong>en</strong> el secador por un<br />
tiempo <strong>de</strong> aproximadam<strong>en</strong>te 1 hr. a<br />
110 °C ± 5 <strong>para</strong> que elimin<strong>en</strong> la<br />
humedad que puedan t<strong>en</strong>er.<br />
Foto Nº6:Secador con cápsula <strong>en</strong> su interior<br />
87
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Luego son llevadas <strong>al</strong> <strong>de</strong>secador durante 15<br />
minutos. El <strong>de</strong>secador correspon<strong>de</strong> a un sistema aislante<br />
<strong>de</strong> vidrio, y se emplea <strong>para</strong> que el materi<strong>al</strong> se seque sin<br />
pres<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> agua, es <strong>de</strong>cir, <strong>en</strong> un ambi<strong>en</strong>te seco, ya que<br />
posee <strong>en</strong> su interior un materi<strong>al</strong> higroscópico que absorbe<br />
el agua cont<strong>en</strong>ida <strong>en</strong> el materi<strong>al</strong> <strong>en</strong> análisis.<br />
Foto Nº8: B<strong>al</strong>anza digit<strong>al</strong> <strong>de</strong> una precisión <strong>de</strong> 0.01<br />
(mg) y una capacidad <strong>de</strong> 1.5 (Kg)<br />
Foto Nº7: Desecador<br />
Una vez que las cápsulas estén secas se proce<strong>de</strong> a pesarlas <strong>en</strong> una b<strong>al</strong>anza<br />
digit<strong>al</strong>.<br />
Después se coloca sobre cada una <strong>de</strong> las cápsulas una muestra <strong>de</strong> arcilla,<br />
caolín y puzolana, respectivam<strong>en</strong>te <strong>para</strong> ser pesadas nuevam<strong>en</strong>te y por difer<strong>en</strong>cia<br />
con el peso <strong>de</strong> la cápsula conocer el peso húmedo <strong>de</strong> cada materi<strong>al</strong>.<br />
Posteriorm<strong>en</strong>te las tres cápsulas son puestas con el materias <strong>en</strong> el horno <strong>para</strong><br />
ser secadas durante un tiempo dos horas aproximadam<strong>en</strong>te a una temperatura <strong>de</strong><br />
88
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
110 °C ± 5, <strong>para</strong> luego colocarlas <strong>en</strong> el <strong>de</strong>secador durante 15 minutos. Para fin<strong>al</strong>izar<br />
este proceso las muestras son pesadas nuevam<strong>en</strong>te, obt<strong>en</strong>iéndose el peso seco <strong>de</strong><br />
los materi<strong>al</strong>es. Al t<strong>en</strong>er toda esta información se está <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> conocer la<br />
humedad que posee cada materi<strong>al</strong> y así po<strong>de</strong>r <strong>de</strong>terminar la cantidad <strong>de</strong> agua a<br />
incorporar a la mezcla, <strong>de</strong> acuerdo <strong>al</strong> porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humectación con que se trabaje.<br />
Para conocer la humedad <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es se ocupó la sigui<strong>en</strong>te fórmula:<br />
⎛ P1<br />
− P2<br />
⎞<br />
%HH = ⎜ ⎟ * 100<br />
⎝ P1<br />
⎠<br />
Don<strong>de</strong>:<br />
%HH : Porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad higroscópica<br />
P1 : Peso inici<strong>al</strong> o húmedo<br />
P2 : Peso fin<strong>al</strong> o seco<br />
Estos v<strong>al</strong>ores se obti<strong>en</strong><strong>en</strong> como se muestra a continuación:<br />
P1 = ( Peso cápsula con muestra húmeda ) – Peso cápsula<br />
P2 = ( Peso cápsula con muestra seca ) – Peso cápsula<br />
89
3.3.2 FORMULACIONES<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Este proceso es mediante el cu<strong>al</strong> se hac<strong>en</strong> los cálculos matemáticos y <strong>de</strong><br />
acuerdo a los cu<strong>al</strong>es se <strong>de</strong>fin<strong>en</strong> las cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> cada materi<strong>al</strong> a incorporar a la<br />
mezcla fin<strong>al</strong>, incluy<strong>en</strong>do la cantidad <strong>de</strong> agua.<br />
Es importante <strong>de</strong>cir que las cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es ocupadas, fueron<br />
<strong>de</strong>finidas <strong>de</strong> acuerdo a la experi<strong>en</strong>cia <strong>de</strong>sarrollada <strong>en</strong> la universidad <strong>de</strong>l <strong>Bío</strong>-<strong>Bío</strong> <strong>para</strong><br />
ser ocupadas.<br />
Para com<strong>en</strong>zar se <strong>de</strong>be <strong>de</strong>finir lo sigui<strong>en</strong>te:<br />
- Porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humectación:<br />
De acuerdo a experi<strong>en</strong>cias anteriores, efectuadas <strong>en</strong> la universidad <strong>de</strong>l <strong>Bío</strong>-<br />
<strong>Bío</strong> se com<strong>en</strong>zó a formular con un 20.5 % <strong>de</strong> humectación, <strong>de</strong>jando abierta la<br />
posibilidad <strong>de</strong> ser variada <strong>de</strong> acuerdo a la plasticidad que se apreciara <strong>en</strong> la pasta <strong>al</strong><br />
mom<strong>en</strong>to <strong>de</strong> ser humectada <strong>en</strong> el mezclador. Los v<strong>al</strong>ores fin<strong>al</strong>es <strong>de</strong> humectación<br />
fluctuaron <strong>en</strong>tre 20.5 y 20.8 %.<br />
- Peso tot<strong>al</strong> <strong>de</strong> la mezcla:<br />
En base a la misma consi<strong>de</strong>ración anterior, los cálculos se hac<strong>en</strong> <strong>para</strong><br />
obt<strong>en</strong>er 35 Kg. <strong>de</strong> mezcla tot<strong>al</strong> pues, con esta cantidad <strong>al</strong> sacar el materi<strong>al</strong> <strong>de</strong> la<br />
extrusora, <strong>al</strong>canza <strong>para</strong> fabricar las tres placas requeridas ( dos <strong>de</strong> ellas serán <strong>para</strong><br />
medir conductividad térmica y la restante, <strong>para</strong> medir absorción y compresión).<br />
90
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
- Relación (Arcilla/ Caolín) / Puzolana:<br />
Mezcla<br />
Aditivo<br />
Arcilla<br />
Caolín<br />
90 %<br />
Puzolana 10 %<br />
80 % Arcilla<br />
20 % Caolín<br />
Así como se indica anteriorm<strong>en</strong>te la masa <strong>para</strong> fabricar las placas se compone<br />
por los dos materi<strong>al</strong>es bases (mezcla arcilla - caolín) y el aditivo que estamos<br />
empleando, puzolana.<br />
Las proporciones que se aplicaron <strong>en</strong> todas las formulaciones correspon<strong>de</strong>n a<br />
un 90% <strong>de</strong> mezcla arcilla – caolín, <strong>de</strong> la cu<strong>al</strong> el 80% es arcilla y el 20% caolín, y el<br />
10% restante <strong>de</strong> puzolana.<br />
Para obt<strong>en</strong>er las cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> cada materi<strong>al</strong> <strong>en</strong> kilogramos se ocuparon<br />
<strong>al</strong>gunas fórmulas y <strong>al</strong>gunas consi<strong>de</strong>raciones, las que se explicarán a continuación:<br />
- Cálculo <strong>de</strong> factor:<br />
Este factor se c<strong>al</strong>cula <strong>para</strong> po<strong>de</strong>r obt<strong>en</strong>er <strong>en</strong> forma posterior el peso <strong>de</strong> los<br />
materi<strong>al</strong>es <strong>en</strong> estado natur<strong>al</strong> <strong>de</strong> acuerdo <strong>al</strong> porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad que éstos<br />
posean, es <strong>de</strong>cir, como ya se conoce el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad que pose<strong>en</strong> las<br />
materias primas y también se conoc<strong>en</strong> las cantida<strong>de</strong>s <strong>en</strong> peso <strong>de</strong> cada materi<strong>al</strong> a<br />
incorporar a la mezcla, pero <strong>en</strong> estado seco, es necesario establecer un factor que<br />
permita convertir o traducir ese v<strong>al</strong>or <strong>al</strong> estado natur<strong>al</strong> <strong>en</strong> que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran dichos<br />
materi<strong>al</strong>es, <strong>para</strong> po<strong>de</strong>r consi<strong>de</strong>rar la humedad que aporta cada uno y po<strong>de</strong>r ser<br />
restados <strong>de</strong> la cantidad <strong>de</strong> agua que se va incorporar.<br />
91
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Este se c<strong>al</strong>cula <strong>de</strong> la sigui<strong>en</strong>te forma:<br />
⎛100 − % HH ⎞<br />
F = ⎜<br />
⎟<br />
⎝ 100 ⎠<br />
Don<strong>de</strong>:<br />
F : Factor a c<strong>al</strong>cular<br />
%HH : Porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad higroscópica<br />
<strong>de</strong>l materi<strong>al</strong><br />
Este factor se c<strong>al</strong>cula <strong>para</strong> cada materi<strong>al</strong>.<br />
Se hac<strong>en</strong> los cálculos <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es secos, es <strong>de</strong>cir, ocupando los v<strong>al</strong>ores<br />
inici<strong>al</strong>es (10% puzolana, 90% mezcla arcilla – caolín y <strong>de</strong> esta última 80% arcilla y<br />
20% caolín).<br />
Todo lo anterior se hace <strong>para</strong> un peso <strong>de</strong> 35 Kg. <strong>de</strong> mezcla. Se ocupa esta<br />
cantidad <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>, pues permite o <strong>al</strong>canza <strong>para</strong> fabricar las tres placas necesarias<br />
(dos placas son <strong>para</strong> medir conductividad térmica y la otra es <strong>para</strong> resist<strong>en</strong>cia a la<br />
compresión, absorción y ataque químico)<br />
Luego se c<strong>al</strong>culan los v<strong>al</strong>ores <strong>en</strong> peso <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es húmedos, es <strong>de</strong>cir,<br />
consi<strong>de</strong>rando sus humeda<strong>de</strong>s. Se c<strong>al</strong>culan dividi<strong>en</strong>do el peso seco <strong>de</strong> cada materi<strong>al</strong><br />
por el factor <strong>de</strong>l mismo.<br />
Al t<strong>en</strong>er los v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> los pesos secos y húmedos se está <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong><br />
c<strong>al</strong>cular el agua que aporta cada materi<strong>al</strong> a la mezcla y a<strong>de</strong>más el agua que hay que<br />
incorporar.<br />
H2O A = P th – P ts<br />
Don<strong>de</strong>:<br />
H2O A : Agua <strong>de</strong> aporte <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong><br />
P th : Peso tot<strong>al</strong> húmedo<br />
P ts : Peso tot<strong>al</strong> seco<br />
92
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Una vez obt<strong>en</strong>ida el agua <strong>de</strong> aporte se resta <strong>al</strong> agua <strong>de</strong> humectación<br />
c<strong>al</strong>culada inici<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, pues <strong>de</strong> no ser así se estaría incorporando más agua que la<br />
que correspon<strong>de</strong>.<br />
Para que este proceso que<strong>de</strong> más claro, a continuación se dará un ejemplo:<br />
Datos:<br />
- Mezcla arcilla – caolín : 90% (80% arcilla y 20 5 caolín)<br />
- Puzolana : 10%<br />
- % Humectación : 20.5%<br />
- Peso tot<strong>al</strong> mezcla : 35 Kg.<br />
Desarrollo<br />
Cálculo % humedad <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es<br />
Materi<strong>al</strong><br />
Peso<br />
Cápsula<br />
P. cap. +<br />
materi<strong>al</strong><br />
P. cap. +<br />
materi<strong>al</strong><br />
Peso materi<strong>al</strong><br />
Peso<br />
materi<strong>al</strong> Humedad<br />
( gr) húmedo ( gr) seco ( gr) húmedo ( gr) seco ( gr) (%)<br />
Arcilla 93.12 123.69 122.45 30.57 29.33 4.06<br />
Caolín 97.3 121.13 120.02 23.83 22.72 4.66<br />
Puzolana 96.46 108.41 108.31 11.95 11.85 0.84<br />
Como se explicó anteriorm<strong>en</strong>te se ocupa la sigui<strong>en</strong>te fórmula:<br />
⎛ P1<br />
− P2<br />
⎞<br />
%HH = ⎜ ⎟ * 100 %HH : Porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad higroscópica<br />
⎝ P1<br />
⎠<br />
P1 : Peso materi<strong>al</strong> húmedo<br />
P2 : Peso materi<strong>al</strong> seco<br />
93
Cálculo <strong>de</strong> factor :<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Materi<strong>al</strong> Fórmula con v<strong>al</strong>ores Factor<br />
Arcilla (100 - 4.06) / 100 0.9594<br />
Caolín (100 - 4.66) / 100 0.9534<br />
Puzolana (100 - 0.84) / 100 0.9916<br />
Para este cálculo se aplica la sigui<strong>en</strong>te fórmula:<br />
⎛100 − % HH ⎞<br />
F = ⎜<br />
⎟ F : Factor a c<strong>al</strong>cular<br />
⎝ 100 ⎠<br />
%HH : Porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad higroscópica <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong><br />
Peso materi<strong>al</strong>es secos<br />
En primer lugar se c<strong>al</strong>cula el agua <strong>de</strong> acuerdo <strong>al</strong> % <strong>de</strong> humectación, don<strong>de</strong> se<br />
multiplica el peso tot<strong>al</strong> <strong>de</strong> la mezcla (35 kg)por el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humectación (20.5 %)<br />
Agua : 35 (kg) x 0.205 = 7.18 (lt)<br />
Ahora a los 35 kg <strong>de</strong> mezcla se le <strong>de</strong>b<strong>en</strong> restar los 7.18 (kg) <strong>de</strong>l agua, cave<br />
m<strong>en</strong>cionar que se trabaja con una <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong>l agua igu<strong>al</strong> a 1.<br />
Materi<strong>al</strong> restante : 35 – 7.18 = 27.82 (kg)<br />
Para continuar se c<strong>al</strong>cula el resto <strong>de</strong> los materi<strong>al</strong>es <strong>de</strong> acuerdo <strong>al</strong> porc<strong>en</strong>taje<br />
<strong>en</strong> que se incorpora cada uno, con respecto a porc<strong>en</strong>tajes <strong>de</strong> la formulación.<br />
94
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Materi<strong>al</strong> Mat. restante x % a incorporar<br />
Peso seco<br />
(kg)<br />
Arcilla 27.82 x 0.9 x 0.8 20.03<br />
Caolín 27.82 x 0.9 x 0.2 5.01<br />
Puzolana 27.82 x 0.1 2.78<br />
Obviam<strong>en</strong>te <strong>al</strong> sumar los pesos c<strong>al</strong>culados <strong>de</strong>b<strong>en</strong> resultar 35 (kg).<br />
Peso mezcla : 7.18 + 20.03 + 5.01 + 2.78 = 35 (kg)<br />
Peso materi<strong>al</strong>es t<strong>al</strong> cu<strong>al</strong>.<br />
Aquí solo se <strong>de</strong>be dividir el peso seco <strong>de</strong> cada materi<strong>al</strong> por el factor c<strong>al</strong>culado<br />
anteriorm<strong>en</strong>te y <strong>al</strong> agua se le <strong>de</strong>be restar el agua que aporta cada materi<strong>al</strong>.<br />
Materi<strong>al</strong> Peso seco / Factor Peso t<strong>al</strong> cu<strong>al</strong> (kg)<br />
Arcilla ( 20.03 / 0.9594 ) 20.88<br />
Caolín ( 5.01 / 0.9534 ) 5.25<br />
Puzolana ( 2.78 / 0.9916 ) 2.8<br />
El agua <strong>de</strong> aporte <strong>de</strong> cada materi<strong>al</strong> correspon<strong>de</strong> <strong>al</strong> peso seco m<strong>en</strong>os el peso<br />
húmedo:<br />
Materi<strong>al</strong> Peso húmedo – Peso seco Peso t<strong>al</strong> cu<strong>al</strong> (kg)<br />
Arcilla 20.88 - 20.03 0.85<br />
Caolín 5.25 - 5.01 0.24<br />
Puzolana 2.8 - 2.78 0.02<br />
Tot<strong>al</strong> agua aporte ( lt ) 1.11<br />
95
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Por tanto el agua que se <strong>de</strong>be agregar a la mezcla es el agua tot<strong>al</strong> m<strong>en</strong>os el<br />
agua <strong>de</strong> aporte tot<strong>al</strong>.<br />
Agua a adicionar a la mezcla : 7.18 - 1.11 = 6.07 (lt)<br />
Y <strong>para</strong> concluir este cálculo se verifica fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te que la suma <strong>de</strong> los pesos<br />
corregidos sean re<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te 35 (kg).<br />
Materi<strong>al</strong> Peso t<strong>al</strong> cu<strong>al</strong> (kg)<br />
Arcilla 20.88<br />
Caolín 5.25<br />
Puzolana 2.80<br />
Agua 6.07<br />
Tot<strong>al</strong> 35.00<br />
Por lo tanto estas son las cantida<strong>de</strong>s que fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te se incorporan <strong>al</strong><br />
mezclador.<br />
A continuación se adjuntan todas las formulaciones re<strong>al</strong>izadas, con las<br />
consi<strong>de</strong>raciones respectivas que se <strong>de</strong>bieron tomar <strong>para</strong> cada una <strong>de</strong> ellas.<br />
96
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
ENSAYO Nº1<br />
FABRICACION DE PLACAS POR EXTRUSION CON 10% PUZOLANA (-0,6 mm.)<br />
90% MEZCLA DE REFERENCIA (80Arcilla / 20Caolín)<br />
Cálculos <strong>de</strong> formulación. Fecha <strong>de</strong> Ensayo: 12/04/2004<br />
• % Humedad Mezcla (80A/20C) = 6,00<br />
PUZOLANA = 0,15<br />
• Kg. <strong>de</strong> Pasta 20% Humedad a pre<strong>para</strong>r = 35 Kg..<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes puros<br />
Mezcla (80A/20C) = 25,20<br />
PUZOLANA = 2,80<br />
AGUA = 7,00<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes En estado natur<strong>al</strong><br />
Mezcla (80A/20C) = 26,81<br />
PUZOLANA = 2,80<br />
AGUA = 5,39<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Determinación <strong>de</strong> Humeda<strong>de</strong>s <strong>en</strong> mezcla<br />
Mezclador = 21,07%<br />
Antes extrusión = 20,46%<br />
Después extrusión = 20,39%<br />
Se agregó 330 ml <strong>de</strong> agua adicion<strong>al</strong> por tanto el % <strong>de</strong> humectación es <strong>de</strong> 20,75%<br />
• Fuerza promedio aplicada <strong>en</strong> pr<strong>en</strong>sa: 600 psi<br />
PLACA EM -1 - 1 PLACA EM -1 - 2 PLACA EM -1 - 3<br />
Peso placa yeso: 4,35 Kg. Peso placa yeso: 4,27 Kg. Peso placa yeso: 4,30 Kg.<br />
Peso placa pasta: 4,90 Kg. Peso placa pasta: 5,28 Kg. Peso placa pasta: 5,31 Kg.<br />
Medidas: 31,0 x 28,7 x 2,9 cm. Medidas: 31,1 x 28,6 x 3,2 cm.Medidas: 31,1 x 28,7 x 3,2 cm.<br />
97
ENSAYO Nº1<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CONSIDERACIONES<br />
Correspon<strong>de</strong> a la primera formulación. Se trabajó con una mezcla <strong>de</strong> arcilla -<br />
caolín correspondi<strong>en</strong>te a experi<strong>en</strong>cias anteriores. Su porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad es <strong>de</strong><br />
un 6%.<br />
La puzolana empleada fue tamizada con el tamiz Nº30. A la mezcla se le<br />
incorporó el materi<strong>al</strong> que queda bajo la m<strong>al</strong>la 30.<br />
Como su formulación lo indica se trabajó con un porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad igu<strong>al</strong><br />
<strong>al</strong> 20%, <strong>de</strong>bido a que <strong>en</strong> experi<strong>en</strong>cias anteriores <strong>en</strong> laboratorio se hizo esta misma<br />
formulación, pero con una granulometría <strong>de</strong> la puzolana que correspondía a lo que<br />
queda bajo la m<strong>al</strong>la 100.<br />
En consecu<strong>en</strong>cia, como ya se manejaban estos v<strong>al</strong>ores, se mantuvo la<br />
proporción <strong>de</strong> arcilla – caolín correspondi<strong>en</strong>te <strong>al</strong> 90% y el 10% restante con<br />
puzolana, por lo que solam<strong>en</strong>te se cambió la granulometría <strong>de</strong>l aditivo <strong>en</strong> estudio.<br />
Una vez mezclado los materi<strong>al</strong>es se apreció que la mezcla estaba muy seca y<br />
poco plástica, por lo que se le <strong>de</strong>bió incorporar más agua. Se agregaron 300 ml más,<br />
quedando fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te con un % <strong>de</strong> humectación igu<strong>al</strong> a 20.75%.<br />
Un factor importante <strong>de</strong> m<strong>en</strong>cionar correspon<strong>de</strong> a la presión <strong>al</strong>canzada <strong>en</strong> la<br />
pr<strong>en</strong>sa, la que fue <strong>de</strong> 600 PSI, y lo óptimo es que llegue como mínimo a los 850 PSI<br />
<strong>para</strong> <strong>al</strong>canzar un bu<strong>en</strong> <strong>grado</strong> <strong>de</strong> compactación, y por <strong>en</strong><strong>de</strong>, eliminación <strong>de</strong>l aire<br />
exist<strong>en</strong>te <strong>en</strong> la mezcla.<br />
98
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
ENSAYO Nº2<br />
FABRICACION DE PLACAS POR EXTRUSION CON 10% PUZOLANA (-0,6 mm.)<br />
90% MEZCLA DE REFERENCIA (80Arcilla / 20Caolín)<br />
Cálculos <strong>de</strong> formulación. Fecha <strong>de</strong> Ensayo: 22/04/2004<br />
• % Humedad ARCILLA = 6,11<br />
CAOLIN = 4,67<br />
PUZOLANA = 0,15<br />
• Kg. <strong>de</strong> Pasta 20,5% Humedad a pre<strong>para</strong>r = 35 Kg.<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes puros<br />
ARCILLA = 20,03<br />
CAOLIN = 5,01<br />
PUZOLANA = 2,78<br />
AGUA = 7,18<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes <strong>en</strong> estado natur<strong>al</strong><br />
ARCILLA = 21,34<br />
CAOLIN = 5,25<br />
PUZOLANA = 2,78<br />
AGUA = 5,63<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Determinación <strong>de</strong> Humeda<strong>de</strong>s <strong>en</strong> mezcla<br />
Mezclador = 20,45%<br />
Antes extrusión = 19,86%<br />
Después extrusión = 19,77%<br />
• Fuerza promedio aplicada <strong>en</strong> pr<strong>en</strong>sa: 830 psi<br />
PLACA EM -2 - 1 PLACA EM -2 - 2 PLACA EM -2 - 3<br />
Peso placa yeso: 4,18 Kg. Peso placa yeso: 4,57 Kg. Peso placa yeso: 4,30 Kg.<br />
Peso placa pasta: 5,58 Kg. Peso placa pasta: 5,66 Kg. Peso placa pasta: 5,73 Kg.<br />
Medidas: 31,0 x 28,7 x 3,3 cm. Medidas: 31,1 x 28,7 x 3,4 cm. Medidas: 31,2 x 28,8 x 3,3 cm.<br />
99
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CONSIDERACIONES<br />
ENSAYO Nº2<br />
Debido a lo m<strong>en</strong>cionado anteriorm<strong>en</strong>te se <strong>de</strong>bió repetir la formulación<br />
anterior, mant<strong>en</strong>iéndose los mismos porc<strong>en</strong>tajes <strong>de</strong> materi<strong>al</strong>es, cambiándose<br />
solam<strong>en</strong>te el % <strong>de</strong> humectación, pues los 300 ml agregados, t<strong>al</strong> vez fueron<br />
<strong>de</strong>masiado. Se formuló fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te con un 20.5 % <strong>de</strong> humectación con el propósito<br />
<strong>de</strong> que la pasta <strong>al</strong> incorporarla a la pr<strong>en</strong>sa ponga mayor resist<strong>en</strong>cia a la fuerza<br />
ejercida sobre ella, es <strong>de</strong>cir, <strong>al</strong> disminuir la cantidad <strong>de</strong> agua la mezcla será m<strong>en</strong>os<br />
plástica.<br />
Fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te la fuerza promedio aplicada <strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa fue <strong>de</strong> 830 PSI, lo que<br />
indica una mejora muy consi<strong>de</strong>rable.<br />
100
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
ENSAYO Nº3<br />
FABRICACION DE PLACAS POR EXTRUSION CON 10% PUZOLANA (- 0,3 +0,15 mm.)<br />
90% MEZCLA DE REFERENCIA (80Arcilla / 20Caolín)<br />
Cálculos <strong>de</strong> formulación. Fecha <strong>de</strong> Ensayo: 18/05/2004<br />
• % Humedad ARCILLA = 6,82<br />
CAOLIN = 4,16<br />
PUZOLANA = 0,54<br />
• Kg. <strong>de</strong> Pasta 20,6% Humedad a pre<strong>para</strong>r = 35 Kg.<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes puros<br />
ARCILLA = 20,01<br />
CAOLIN = 5,00<br />
PUZOLANA = 2,78<br />
AGUA = 7,21<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes En estado natur<strong>al</strong><br />
ARCILLA = 21,47<br />
CAOLIN = 5,22<br />
PUZOLANA = 2,80<br />
AGUA = 5,51<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Determinación <strong>de</strong> Humeda<strong>de</strong>s <strong>en</strong> mezcla<br />
Mezclador = 19,27%<br />
Antes extrusión = 19,14 %<br />
Después extrusión = 18,78%<br />
• Fuerza promedio aplicada <strong>en</strong> pr<strong>en</strong>sa: 990 psi<br />
PLACA EM -3 - 1 PLACA EM -3 - 2 PLACA EM -3 - 3<br />
Peso placa yeso: 4,30 Kg. Peso placa yeso: 4,92 Kg. Peso placa yeso: 4,46 Kg.<br />
Peso placa pasta: 5,73 Kg. Peso placa pasta: 5,83 Kg. Peso placa pasta: 6,01 Kg.<br />
Medidas: 31,0 x 28,9 x 3,3 cm. Medidas: 31,1 x 28,8 x 3,3 cm.Medidas: 31,2 x 28,8 x 3,3 cm.<br />
101
ENSAYO Nº3<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CONSIDERACIONES<br />
Des<strong>de</strong> esta formulación se comi<strong>en</strong>za a ocupar puzolana con distintos tamices.<br />
Se sometió el materi<strong>al</strong> a un tamizado <strong>en</strong> serie, como se explica anteriorm<strong>en</strong>te,<br />
<strong>de</strong>l cu<strong>al</strong> se <strong>de</strong>cidieron hacer los sigui<strong>en</strong>tes cortes: -20 + 35; -35 + 50; -50 + 100.<br />
En esta formulación se utilizó el corte –50 + 100, es <strong>de</strong>cir, se ocupará la<br />
puzolana que que<strong>de</strong> bajo el tamiz 50 y sobre el tamiz 100.<br />
Se formuló con un 20.6% <strong>de</strong> humectación, <strong>de</strong>bido a que por trabajar con<br />
partículas más pequeñas, se t<strong>en</strong>drá mayor superficie específica que con el materi<strong>al</strong><br />
utilizado anteriorm<strong>en</strong>te (bajo m<strong>al</strong>la 30), por lo que se la mezcla necesitará una mayor<br />
cantidad <strong>de</strong> agua <strong>para</strong> ser humectada satisfactoriam<strong>en</strong>te. No se quiso emplear más<br />
<strong>al</strong>lá <strong>de</strong> un 20.6%, pues no hay que olvidar que si se le aplica mucho agua pue<strong>de</strong><br />
<strong>al</strong>canzar una presión muy baja <strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa.<br />
La fuerza promedio <strong>al</strong>canzada <strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa fue <strong>de</strong> 990 PSI, v<strong>al</strong>or que es<br />
bastante bu<strong>en</strong>o.<br />
102
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
ENSAYO Nº4<br />
FABRICACION DE PLACAS POR EXTRUSION CON 10% PUZOLANA (- 0,50 + 0,30) mm.<br />
90% MEZCLA DE REFERENCIA (80Arcilla / 20Caolín)<br />
Cálculos <strong>de</strong> formulación. Fecha <strong>de</strong> Ensayo: 25/05/2004<br />
% Humedad ARCILLA = 5,06<br />
CAOLIN = 4,99<br />
PUZOLANA = 1,11<br />
• Kg. <strong>de</strong> Pasta 20,8% Humedad a pre<strong>para</strong>r = 35 Kg.<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes puros<br />
ARCILLA = 19,96<br />
CAOLIN = 4,99<br />
PUZOLANA = 2,77<br />
AGUA = 7,28<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes En estado natur<strong>al</strong><br />
ARCILLA = 21,02<br />
CAOLIN = 5,25<br />
LANA = 2,80<br />
AGUA = 5,93<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Determinación <strong>de</strong> Humeda<strong>de</strong>s <strong>en</strong> mezcla<br />
Mezclador = 20,34%<br />
Antes extrusión = 19,25 %<br />
Después extrusión = 19,23%<br />
Se agregó sólo 5,82 lt y no 5,93 ya que la mezcla se apreció <strong>al</strong> tacto bastante homogénea y<br />
a<strong>de</strong>cuada por tanto % <strong>de</strong> humectación fin<strong>al</strong> es <strong>de</strong> 20,50%.<br />
• Fuerza promedio aplicada <strong>en</strong> pr<strong>en</strong>sa: 990 psi<br />
PLACA EM -4 - 1 PLACA EM -4 - 2 PLACA EM -4 - 3<br />
Peso placa yeso: 4,84 Kg. Peso placa yeso: 4,72 Kg. Peso placa yeso: 5,35 Kg.<br />
Peso placa pasta: 6,08 Kg. Peso placa pasta: 5,99 Kg. Peso placa pasta: 6,17 Kg.<br />
Medidas: 31,0 x 28,8 x 3,5 cm. Medidas: 31,2 x 28,8 x 3,5 cm. Medidas: 31,2 x 29,0 x 3,6 cm.<br />
103
ENSAYO Nº4<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CONSIDERACIONES<br />
Aquí se trabajó con el corte –35 + 50. Por formulación se <strong>de</strong>cidió trabajar con<br />
un 20.8 % <strong>de</strong> humectación, pero <strong>al</strong> mom<strong>en</strong>to <strong>de</strong> humectar la mezcla, <strong>en</strong> vez <strong>de</strong><br />
agregar 5.83 lt <strong>de</strong> agua ( según cálculos <strong>de</strong> humectación con el 20.8%), solam<strong>en</strong>te<br />
se le incorporaron 5.93 lt, quedando fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te con una humectación <strong>de</strong>l 20.5%.<br />
En la pr<strong>en</strong>sa se obtuvo una fuerza promedio aplicada <strong>de</strong> 900 PSI.<br />
104
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
ENSAYO Nº5<br />
FABRICACION DE PLACAS POR EXTRUSION CON 10% PUZOLANA (- 0,85 + 0,50) mm.<br />
90% MEZCLA DE REFERENCIA (80Arcilla / 20Caolín)<br />
Cálculos <strong>de</strong> formulación. Fecha <strong>de</strong> Ensayo: 8/06/2004<br />
• % Humedad ARCILLA = 4,06<br />
CAOLIN = 4,66<br />
PUZOLANA = 0,84<br />
• Kg. <strong>de</strong> Pasta 20,5% Humedad a pre<strong>para</strong>r = 35 Kg.<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes puros<br />
ARCILLA = 20,03<br />
CAOLIN = 5,01<br />
PUZOLANA = 2,78<br />
AGUA = 7,18<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes En estado natur<strong>al</strong><br />
ARCILLA = 20,88<br />
CAOLIN = 5,25<br />
PUZOLANA = 2,80<br />
AGUA = 6,07<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Determinación <strong>de</strong> Humeda<strong>de</strong>s <strong>en</strong> mezcla<br />
Mezclador = 20,41%<br />
Antes extrusión = 19,30 %<br />
Después extrusión = 20,08%<br />
• Fuerza promedio aplicada <strong>en</strong> pr<strong>en</strong>sa: 800 psi<br />
PLACA EM -5 - 1 PLACA EM -5 - 2 PLACA EM -5 - 3<br />
Peso placa yeso: 4,58 Kg. Peso placa yeso: 4,32 Kg. Peso placa yeso: 4,28 Kg.<br />
Peso placa pasta: 5,43 Kg. Peso placa pasta: 5,63 Kg. Peso placa pasta: 5,39 Kg.<br />
Medidas: 31,0 x 28,9 x 3,2 cm. Medidas: 31,0 x 28,8 x 3,3 cm.Medidas: 31,0 x 28,8 x 3,2 cm.<br />
105
ENSAYO Nº5<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CONSIDERACIONES<br />
Para fin<strong>al</strong>izar con los cortes establecidos se termina con el corte –20 + 35 y<br />
se trabaja con un 20.5% <strong>de</strong> humectación.<br />
La fuerza promedio <strong>al</strong>canzada <strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa fue <strong>de</strong> 800 PSI.<br />
Observaciones:<br />
Se <strong>de</strong>ci<strong>de</strong> utilizar puzolana <strong>en</strong> estado natur<strong>al</strong> <strong>en</strong> lo que respecta a su<br />
granulometría (solam<strong>en</strong>te se le retiró el materi<strong>al</strong> gruesos, sobre m<strong>al</strong>la 20) y a<strong>de</strong>más<br />
se cambió la proporción <strong>de</strong> ésta <strong>en</strong> la mezcla. Lo anterior con la fin<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> an<strong>al</strong>izar<br />
hasta que punto la cantidad <strong>de</strong> puzolana hace posible la trabajabilidad <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong><br />
fin<strong>al</strong> .Se hicieron dos formulaciones más.<br />
A granulometría constante <strong>en</strong> ambas formulaciones, la primera se hizo con un<br />
20% <strong>de</strong> puzolana y la segunda con un 30%.<br />
106
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
ENSAYO Nº6<br />
FABRICACION DE PLACAS POR EXTRUSION CON 20% PUZOLANA EN ESTADO NATURAL<br />
( -0,85 mm)<br />
80% MEZCLA DE REFERENCIA (80Arcilla / 20Caolín)<br />
Cálculos <strong>de</strong> formulación. Fecha <strong>de</strong> Ensayo: 14/07/2004<br />
• % Humedad ARCILLA = 5,53<br />
CAOLIN = 4,70<br />
PUZOLANA = 0,73<br />
• Kg. <strong>de</strong> Pasta 20,5% Humedad a pre<strong>para</strong>r = 35 Kg.<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes puros<br />
ARCILLA = 17,81<br />
CAOLIN = 4,45<br />
PUZOLANA = 5,56<br />
AGUA = 7,18<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes En estado natur<strong>al</strong><br />
ARCILLA = 18,85<br />
CAOLIN = 4,67<br />
PUZOLANA = 5,61<br />
AGUA = 5,87<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Determinación <strong>de</strong> Humeda<strong>de</strong>s <strong>en</strong> mezcla<br />
Mezclador = 21,11%<br />
Antes extrusión = 21,05 %<br />
Después extrusión = 20,81%<br />
Se agregó un 300 ml mas <strong>de</strong> agua adicion<strong>al</strong> por tanto el % <strong>de</strong> humectación es <strong>de</strong> 21,19%<br />
• Fuerza promedio aplicada <strong>en</strong> pr<strong>en</strong>sa: 820 psi<br />
PLACA EM -6 - 1 PLACA EM -6 - 2 PLACA EM -6 - 3<br />
Peso placa yeso: 4,30 Kg. Peso placa yeso: 4,12 Kg. Peso placa yeso: 4,35 Kg.<br />
Peso placa pasta: 5,45 Kg. Peso placa pasta: 5,63 Kg. Peso placa pasta: 5,13 Kg.<br />
Medidas: 31,1 x 28,8 x 3,0 cm. Medidas: 31,2 x 29,0 x 3,2 cm. Medidas: 31,1 x 28,9 x 3,0 cm.<br />
107
ENSAYO Nº6<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CONSIDERACIONES<br />
Como se dijo anteriorm<strong>en</strong>te se agregó puzolana <strong>en</strong> estado natur<strong>al</strong>, <strong>en</strong> cuanto<br />
a su granulometría, y se formuló con un 20.5% <strong>de</strong> humectación.<br />
Debido a apreciarse car<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> agua, se le incorporaron 300 ml más,<br />
quedando con un 21.19% <strong>de</strong> humectación.<br />
Al mom<strong>en</strong>to <strong>de</strong> premol<strong>de</strong>ar y mol<strong>de</strong>ar la pasta se aprecia cierta dificultad, ya<br />
que por trabajar con mayor cantidad <strong>de</strong> puzolana, a difer<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> las formulaciones<br />
anteriores, cuesta más po<strong>de</strong>r <strong>de</strong>finir la forma. Más aún <strong>al</strong> mom<strong>en</strong>to <strong>de</strong> <strong>de</strong>smoldar la<br />
placa, pues a pesar <strong>de</strong> aplicar el sufici<strong>en</strong>te <strong>de</strong>smoldante, este proceso fue muy<br />
dificultoso, <strong>de</strong>bido a que la pasta quedaba muy adherida a la tapa <strong>de</strong>l mol<strong>de</strong><br />
metálico, por lo que se <strong>de</strong>bió trabajar con mucho cuidado <strong>para</strong> evitar <strong>al</strong>gún tipo <strong>de</strong><br />
lesión <strong>en</strong> el materi<strong>al</strong>.<br />
La fuerza promedio <strong>al</strong>canzada <strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa fue <strong>de</strong> 820 PSI.<br />
108
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
ENSAYO Nº7<br />
FABRICACION DE PLACAS POR EXTRUSION CON 30% PUZOLANA EN ESTADO NATURAL<br />
( - 0,85 mm.)<br />
70% MEZCLA DE REFERENCIA (80Arcilla / 20Caolín)<br />
Cálculos <strong>de</strong> formulación. Fecha <strong>de</strong> Ensayo: 15/07/2004<br />
% Humedad ARCILLA = 5,53<br />
CAOLIN = 4,70<br />
PUZOLANA = 0,73<br />
• Kg. <strong>de</strong> Pasta 20,3% Humedad a pre<strong>para</strong>r = 35 Kg.<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes puros<br />
ARCILLA = 15,62<br />
CAOLIN = 3,91<br />
PUZOLANA = 8,37<br />
AGUA = 7,10<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Kg. <strong>de</strong> Ingredi<strong>en</strong>tes En estado natur<strong>al</strong><br />
ARCILLA = 16,53<br />
CAOLIN = 4,10<br />
PUZOLANA = 8,43<br />
AGUA = 5,93<br />
Tot<strong>al</strong> Formulación = 35,00<br />
• Determinación <strong>de</strong> Humeda<strong>de</strong>s <strong>en</strong> mezcla<br />
Mezclador = 21,77%<br />
Antes extrusión = 21,16 %<br />
Después extrusión = 21,12%<br />
Se agregó un 700 ml mas <strong>de</strong> agua adicion<strong>al</strong> por tanto el % <strong>de</strong> humectación es <strong>de</strong> 22,07%<br />
• Fuerza promedio aplicada <strong>en</strong> pr<strong>en</strong>sa: 820 psi<br />
PLACA EM -7 - 1 PLACA EM -7 - 2 PLACA EM -7 - 3<br />
Peso placa yeso: 4,89 Kg. Peso placa yeso: 5,36 Kg. Peso placa yeso: 4,72 Kg.<br />
Peso placa pasta: 5,58 Kg. Peso placa pasta: 5,94 Kg. Peso placa pasta: 5,28 Kg.<br />
Medidas: 31,2 x 28,8 x 3,3 cm. Medidas: 31,2 x 28,8 x 3,3 cm.Medidas: 31,1 x 28,8 x 3,2 cm.<br />
109
ENSAYO Nº7<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CONSIDERACIONES<br />
Fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te se hace la última mezcla con un 20.3% <strong>de</strong> humectación,<br />
incorporándosele posteriorm<strong>en</strong>te 700 ml más <strong>de</strong> agua, por lo que fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te<br />
quedó con un 22.07%, <strong>al</strong>canzando 820 PSI <strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa.<br />
Al igu<strong>al</strong> que la formulación anterior se <strong>de</strong>bió trabajar con especi<strong>al</strong><br />
cuidado <strong>en</strong> el proceso <strong>de</strong> mol<strong>de</strong>ado y premol<strong>de</strong>ado, ya que pres<strong>en</strong>tó la misma<br />
complicación, si<strong>en</strong>do la etapa <strong>de</strong> <strong>de</strong>smoldaje la que produjo mayores<br />
problemas.<br />
110
3.3.3 MEZCLADO Y HUMECTACION<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En este proceso se incorporan los materi<strong>al</strong>es <strong>al</strong> mezclador <strong>de</strong> modo que<br />
que<strong>de</strong> una mezcla homogénea. Una vez que comi<strong>en</strong>za a funcionar el equipo se van<br />
incorporando los materi<strong>al</strong>es <strong>en</strong> forma progresiva y a lo largo <strong>de</strong>l mezclador, cuando<br />
ya están todos <strong>al</strong>lí se <strong>de</strong>ja aproximadam<strong>en</strong>te unos cinco minutos que se mezcl<strong>en</strong>, ara<br />
luego incorporar el agua.<br />
El agua se agrega con una rega<strong>de</strong>ra y <strong>en</strong> constante movimi<strong>en</strong>to <strong>para</strong> evitar la<br />
formación <strong>de</strong> grumos. Por otro lado, si bi<strong>en</strong> es cierto que se c<strong>al</strong>culó una <strong>de</strong>terminada<br />
cantidad <strong>de</strong> agua <strong>para</strong> su incorporación, si se aprecia que la mezcla está lo<br />
sufici<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te plástica sin que se h<strong>al</strong>la agregado toda el agua, se proce<strong>de</strong> a no<br />
agregar más y por el contrario si se ve que le f<strong>al</strong>ta se le agrega más <strong>de</strong> lo que se<br />
c<strong>al</strong>culó. Posteriorm<strong>en</strong>te, ya sea que se le agregue o quite agua se <strong>de</strong>be rec<strong>al</strong>cular o<br />
<strong>de</strong>terminar con qué porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humectación quedó fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te la mezcla.<br />
Motor ½ HP<br />
Dispositivo que permite girar el<br />
eje <strong>de</strong> la máquina <strong>en</strong> ambos<br />
s<strong>en</strong>tidos.<br />
Foto Nº9:Humectador y mezclador.<br />
Eje<br />
Interruptor<br />
111
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Observación:<br />
Es importante m<strong>en</strong>cionar que <strong>en</strong> un comi<strong>en</strong>zo el mezclador disponía <strong>de</strong> un<br />
motor <strong>de</strong> ¼ HP y a<strong>de</strong>más su eje giraba <strong>en</strong> un solo s<strong>en</strong>tido, por lo que la humectación<br />
<strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> su pot<strong>en</strong>cia, se hacía muy difícil <strong>de</strong> ejecutar ya que se<br />
<strong>de</strong>bía <strong>de</strong>t<strong>en</strong>er el equipo constantem<strong>en</strong>te <strong>para</strong> redistribuir la mezcla y así lograr <strong>en</strong><br />
cierto modo ayudar <strong>al</strong> motor, pues las arcillas una vez que <strong>de</strong>sarrollan su plasticidad<br />
o <strong>en</strong>tran <strong>en</strong> su etapa plástica se hac<strong>en</strong> muy difíciles <strong>de</strong> manejar. Para concluir se<br />
<strong>de</strong>bía sacar el materi<strong>al</strong> y terminar <strong>de</strong> mezclar <strong>en</strong> forma manu<strong>al</strong>.<br />
Ante esta situación se <strong>de</strong>ci<strong>de</strong> cambiar el<br />
motor por uno <strong>de</strong> ½ Hp y a<strong>de</strong>más se le incorpora<br />
un dispositivo que permite girar el eje <strong>de</strong>l<br />
mezclador <strong>en</strong> ambos s<strong>en</strong>tidos <strong>al</strong>ternadam<strong>en</strong>te,<br />
por lo que facilita consi<strong>de</strong>rablem<strong>en</strong>te este<br />
proceso y mejora así la homog<strong>en</strong>eidad <strong>de</strong> la<br />
mezcla, permiti<strong>en</strong>do a<strong>de</strong>más <strong>de</strong>jar el materi<strong>al</strong> <strong>en</strong><br />
el mezclador sin la necesidad <strong>de</strong> t<strong>en</strong>er que Foto Nº10:Motor <strong>de</strong> ½ HP<br />
sacarlo <strong>para</strong> terminar <strong>de</strong> mezclarlo<br />
manu<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te. Este cambio ocurre casi <strong>al</strong> fin<strong>al</strong>izar el proceso <strong>de</strong> fabricación <strong>de</strong> las<br />
placas, pues <strong>en</strong> su mayoría se trabajó bajo las condiciones inici<strong>al</strong>es.<br />
Por otro lado, si bi<strong>en</strong> es cierto que se mejoró consi<strong>de</strong>rablem<strong>en</strong>te el<br />
funcionami<strong>en</strong>to <strong>de</strong>l equipo, v<strong>al</strong>e <strong>de</strong>cir, que con un motor aún mayor <strong>de</strong> 1 o 2 HP el<br />
mezclador funcionaría <strong>en</strong> forma óptima, pues aún <strong>en</strong> <strong>al</strong>gunas ocasiones ti<strong>en</strong>e cierta<br />
dificultad <strong>para</strong> girar, lo que a<strong>de</strong>más está relacionado directam<strong>en</strong>te con el tipo aditivo<br />
con que se esté trabajando.<br />
En lo que se refiere <strong>al</strong> período <strong>de</strong> humectación, éste fluctúa <strong>en</strong>tre 12 y 24<br />
horas, <strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>de</strong> la evolución que pres<strong>en</strong>te la mezcla.<br />
112
3.3.4 EXTRUSION<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Una vez que se aprecia que la mezcla posee una humedad óptima se proce<strong>de</strong><br />
a sacarla <strong>de</strong>l mezclador <strong>para</strong> incorporarla a la máquina extrusora, lugar <strong>de</strong>l cu<strong>al</strong> s<strong>al</strong>e<br />
mucho más compacta y homogénea.<br />
El <strong>grado</strong> <strong>de</strong> humectación <strong>de</strong> la masa va variando <strong>en</strong> cada proceso, pues <strong>en</strong><br />
cada uno pier<strong>de</strong> un poco <strong>de</strong> humedad. Es por esto que se <strong>de</strong>b<strong>en</strong> ir tomando<br />
muestras. Se saca una muestra antes <strong>de</strong> sacar <strong>de</strong>l mezclador, otra una vez que está<br />
afuera <strong>de</strong> éste antes <strong>de</strong> ser incorporada a la extrusora y por último una cuando la<br />
mezcla s<strong>al</strong>e <strong>de</strong> la extrusora. Es por esto que se habla <strong>de</strong> varias humeda<strong>de</strong>s;<br />
humedad <strong>en</strong> el mezclador, humedad antes <strong>de</strong> extrusión y humedad <strong>de</strong>spués <strong>de</strong><br />
extrusión. A pesar que las variaciones son mínimas, esto sirve <strong>para</strong> llevar un control<br />
y un seguimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong>t<strong>al</strong>lado <strong>de</strong>l proceso <strong>de</strong> cada formulación, lo que posteriorm<strong>en</strong>te<br />
se traduce <strong>en</strong> la mejora <strong>de</strong> posteriores formulaciones.<br />
El proceso <strong>de</strong> extrusión comi<strong>en</strong>za tras habérsele conectado la bomba <strong>de</strong> vacío<br />
<strong>al</strong> equipo, ya que permite extraer el aire <strong>de</strong> su interior y hacer que no que<strong>de</strong> aire<br />
ret<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> la mezcla fin<strong>al</strong>.<br />
113
Conexión<br />
manguera<br />
bomba <strong>de</strong><br />
vacío a la<br />
extrusora<br />
Interruptor<br />
extrusora<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Motor bomba <strong>de</strong> vacío<br />
Foto Nº11:Extrusora unida a la bomba <strong>de</strong> vacío<br />
Foto Nº12: Interior <strong>de</strong> máquina<br />
extrusora.<br />
114
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Una vez que están <strong>en</strong><br />
funcionami<strong>en</strong>to ambos equipos se proce<strong>de</strong><br />
a incorporar la pasta a la extrusora <strong>en</strong><br />
forma continua hasta que ésta logra s<strong>al</strong>ir<br />
<strong>en</strong> el otro extremo. Cuando esto ocurre<br />
esta misma masa se reincorpora a la<br />
extrusora <strong>para</strong> lograr una extrusión sin<br />
pres<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> aire <strong>en</strong> el equipo y así<br />
obt<strong>en</strong>er una masa lo más compacta<br />
posible.<br />
Foto Nº14: Pasta s<strong>al</strong>i<strong>en</strong>do <strong>de</strong> la<br />
extrusora.<br />
Foto Nº13: Incorporación <strong>de</strong> la pasta<br />
a la extrusora<br />
115
3.3.5 PREMOLDEADO<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
El premol<strong>de</strong>ado se lleva a cavo <strong>para</strong> facilitar la incorporación <strong>de</strong> la masa <strong>al</strong><br />
mol<strong>de</strong> metálico, pues <strong>al</strong> premol<strong>de</strong>ar ya se ti<strong>en</strong>e una forma parecida a la que t<strong>en</strong>drá<br />
fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, lo que a<strong>de</strong>más permite eliminar significativam<strong>en</strong>te el aire <strong>al</strong> mom<strong>en</strong>to <strong>de</strong><br />
ser colocada <strong>en</strong> el mol<strong>de</strong> metálico.<br />
Para este proceso se utiliza un<br />
marco o mol<strong>de</strong> compuesto por listones<br />
y unidos con clavos. La i<strong>de</strong>a es que las<br />
dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> las los lados sean las<br />
necesarias <strong>para</strong> que facilit<strong>en</strong> la<br />
incorporación <strong>de</strong> la masa <strong>al</strong> mol<strong>de</strong><br />
metálico, es <strong>de</strong>cir, que sean levem<strong>en</strong>te<br />
inferior.<br />
Fig. Nº1 : Mol<strong>de</strong> <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ra utilizado<br />
<strong>en</strong> el premol<strong>de</strong>ado<br />
En cuanto a la <strong>al</strong>tura se <strong>de</strong>be <strong>de</strong>jar un<br />
poco más <strong>al</strong>ta que la requerida ( 3 cm ),<br />
<strong>de</strong>bido a que <strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa se pier<strong>de</strong> materi<strong>al</strong><br />
aplicársele presión y es precisam<strong>en</strong>te <strong>de</strong> aquí<br />
<strong>de</strong> don<strong>de</strong> la placa <strong>de</strong>be s<strong>al</strong>ir con un espesor<br />
<strong>de</strong> aproximadam<strong>en</strong>te 3 cm, espesor requerido<br />
<strong>al</strong><br />
<strong>para</strong> posteriorm<strong>en</strong>te ser <strong>en</strong>sayadas. El<br />
proceso <strong>en</strong> sí, correspon<strong>de</strong> a la colocación <strong>de</strong><br />
pasta ya extrusada <strong>en</strong> el mol<strong>de</strong> <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ra, <strong>al</strong><br />
cu<strong>al</strong> se va presionando con las manos <strong>de</strong> t<strong>al</strong><br />
manera que se produzca una pasta compacta.<br />
la<br />
Foto Nº15: Proceso <strong>de</strong><br />
premol<strong>de</strong>ado<br />
116
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Foto Nº16:Pasta <strong>en</strong> etapa <strong>de</strong><br />
premol<strong>de</strong>ado, antes <strong>de</strong> retirar<br />
mol<strong>de</strong> <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ra.<br />
Foto Nº17: Después <strong>de</strong> sacar <strong>de</strong><br />
mol<strong>de</strong> <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ra.<br />
Una vez que se le ha dado la forma inici<strong>al</strong> a la pasta se proce<strong>de</strong> a sacar <strong>de</strong>l<br />
mol<strong>de</strong> <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ra, quedando <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> ser incorporada <strong>al</strong> mol<strong>de</strong> metálico.<br />
3.3.6 MOLDEADO Y PRENSADO<br />
El mol<strong>de</strong> está compuesto <strong>en</strong> su tot<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> acero por piezas <strong>de</strong> 1,2 cm <strong>de</strong><br />
espesor, perfectam<strong>en</strong>te estanco y con la posibilidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarmarlo <strong>de</strong> t<strong>al</strong> forma <strong>de</strong><br />
no dañar la estructura <strong>de</strong> las placas <strong>en</strong> su primera edad. Conformado por cuatro<br />
caras later<strong>al</strong>es, la tapa y el fondo. Tanto las dos caras later<strong>al</strong>es Nº1 y el fondo,<br />
quedan unidas por las caras later<strong>al</strong>es Nº2, las que fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te son unidas por dos<br />
pernos que se fijan con sus respectivas tuercas. La parte inferior o fondo queda<br />
sujeta a sus lados introduciéndose <strong>en</strong> una especie <strong>de</strong> bisel que estos pose<strong>en</strong>.<br />
Debido a los esfuerzos a los cu<strong>al</strong>es se somete este mol<strong>de</strong>, el diseño fue<br />
reforzado con pernos <strong>de</strong> t<strong>al</strong> forma <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r mant<strong>en</strong>er las dim<strong>en</strong>siones internas y así<br />
obt<strong>en</strong>er placas simétricas y semejantes <strong>en</strong>tre sí. Es así como fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te su diseño<br />
está <strong>de</strong>finido como se <strong>de</strong>scribe a continuación.<br />
117
Fig. Nº2 : Base <strong>de</strong>l mol<strong>de</strong><br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Fig. Nº4 : Cara later<strong>al</strong> Nº2<br />
Fig. Nº3: Cara later<strong>al</strong> Nº1<br />
118
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Fig. Nº5 : Vista <strong>en</strong> planta <strong>de</strong> la<br />
tapa <strong>de</strong>l mol<strong>de</strong><br />
Fig. Nº7 : Perno metálico con que se<br />
fija las piezas. Ti<strong>en</strong>e un φ<br />
1/2 pulg.<br />
Fig. Nº6: Vista later<strong>al</strong> <strong>de</strong> la tapa<br />
119
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te <strong>al</strong> unir todas las piezas que conforman el mol<strong>de</strong> queda <strong>de</strong> la<br />
sigui<strong>en</strong>te manera.<br />
Fig. Nº8 : Mol<strong>de</strong> con placa.<br />
El peso fin<strong>al</strong> <strong>de</strong>l mol<strong>de</strong> es <strong>de</strong> 54 Kg. y luego <strong>de</strong> incorporarle la placa llega a<br />
pesar <strong>al</strong>re<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> 60 Kg., lo que lo hace muy difícil <strong>de</strong> trasladar y <strong>de</strong> maniobrar,<br />
consi<strong>de</strong>rando que la fabricación la hace solam<strong>en</strong>te una persona.<br />
Una vez que el mol<strong>de</strong> está montado o armado, se le aplica a sus cara internas<br />
<strong>de</strong>smoldante, lo que permite posteriorm<strong>en</strong>te sacar la placa <strong>de</strong> su interior <strong>de</strong> manera<br />
más fácil.<br />
La masa, una vez que está premol<strong>de</strong>ada es puesta <strong>en</strong> el mol<strong>de</strong> metálico,<br />
don<strong>de</strong> se ajusta a sus aristas <strong>para</strong> evitar que que<strong>de</strong> aire ret<strong>en</strong>ido, a<strong>de</strong>más se <strong>de</strong>ja la<br />
superficie lo más regular posible. Posteriorm<strong>en</strong>te se coloca la tapa, a la que también<br />
se le aplicó <strong>de</strong>smoldante, y se ajustan los pernos que posee esta última <strong>para</strong> que<br />
que<strong>de</strong> bi<strong>en</strong> ajustada.<br />
120
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Foto Nº18: Incorporación <strong>de</strong> pasta a<br />
mol<strong>de</strong> metálico<br />
Observación:<br />
Es importante <strong>de</strong>cir que la tapa <strong>de</strong>l<br />
mol<strong>de</strong> metálico, <strong>en</strong> un comi<strong>en</strong>zo t<strong>en</strong>ía un<br />
espesor <strong>de</strong> 1 cm., pero <strong>de</strong>bido a que <strong>al</strong><br />
sometérsele a presión <strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa, la tapa se<br />
<strong>de</strong>formaba consi<strong>de</strong>rablem<strong>en</strong>te, lo que hacía<br />
que se perdiera más masa <strong>de</strong> lo norma,<br />
a<strong>de</strong>más que no se obt<strong>en</strong>ía el efecto <strong>de</strong>seado.<br />
Esto llevó a t<strong>en</strong>er que aum<strong>en</strong>tar el espesor <strong>de</strong><br />
la tapa a 2,5 cm., lo que obviam<strong>en</strong>te aum<strong>en</strong>tó<br />
el peso fin<strong>al</strong> <strong>de</strong>l mol<strong>de</strong>.<br />
Foto Nº19: Tapa <strong>de</strong> mol<strong>de</strong> metálico <strong>de</strong><br />
2,5 cm. <strong>de</strong> espesor<br />
Luego el mol<strong>de</strong> con la placa <strong>en</strong> su interior es llevado a la pr<strong>en</strong>sa, lugar don<strong>de</strong><br />
se le aplica presión <strong>en</strong> la parte superior mediante una gata hidráulica. La i<strong>de</strong>a es<br />
121
Mol<strong>de</strong> Metálico<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
lograr que la masa que<strong>de</strong> lo más compacta posible y obt<strong>en</strong>er un espesor <strong>de</strong> la placa<br />
<strong>de</strong> aproximadam<strong>en</strong>te 3 cm.<br />
Foto Nº20:Mol<strong>de</strong> metálico incorporado<br />
a la pr<strong>en</strong>sa.<br />
Pr<strong>en</strong>sa<br />
Gata hidráulica<br />
La máxima presión que pue<strong>de</strong> aplicar la gata es <strong>de</strong> 10.000 PSI, lo que<br />
equiv<strong>al</strong>e a 703,0697 (Kg / cm 2 ), pero la presión aplicada a las placas varió<br />
solam<strong>en</strong>te <strong>en</strong>tre 600 PSI ( 42,1842 Kg / cm 2 ) y 1000 PSI ( 70,3070 Kg / cm 2 ).<br />
Se tomó como equiv<strong>al</strong><strong>en</strong>cia 1 PSI = 703,070 (Kg / cm 2 ). La presión <strong>al</strong>canzada<br />
está relacionada directam<strong>en</strong>te con el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humectación <strong>de</strong> la mezcla, pues<br />
<strong>al</strong> cont<strong>en</strong>er mucha agua pres<strong>en</strong>tará poca resist<strong>en</strong>cia a la fuerza que se le aplique y<br />
viceversa. Es por esto que es muy importante lograr una humectación a<strong>de</strong>cuada,<br />
a<strong>de</strong>más que, obviam<strong>en</strong>te, también influirá el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> aditivo que se suministre<br />
o incorpore a la mezcla, por lo que hay que tratar <strong>de</strong> conjugar estas variables, <strong>para</strong><br />
obt<strong>en</strong>er resultados óptimos y repres<strong>en</strong>tativos.<br />
122
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En la foto se observa cómo s<strong>al</strong>e<br />
materi<strong>al</strong> por los lados <strong>de</strong> la tapa <strong>al</strong><br />
aplicársele presión. Es por esta pérdida<br />
<strong>de</strong> materi<strong>al</strong> por lo que <strong>en</strong> el proceso <strong>de</strong><br />
premol<strong>de</strong>ado se <strong>de</strong>jan las placas con un<br />
mayor espesor, <strong>para</strong> que <strong>al</strong> fin<strong>al</strong>izar<br />
que<strong>de</strong>n con un espesor <strong>de</strong><br />
aproximadam<strong>en</strong>te 3 cm.<br />
Foto Nº21: Mol<strong>de</strong> sometido a presión<br />
<strong>en</strong> la pr<strong>en</strong>sa<br />
Tras habérsele aplicado presión a<br />
la placa se <strong>de</strong>be esperar un mom<strong>en</strong>to<br />
<strong>para</strong> que la gata se estabilice y permita<br />
así tomar el registro <strong>de</strong> la presión<br />
máxima <strong>al</strong>canzada. Luego se saca la<br />
gata hidráulica y se espera unos 5<br />
minutos <strong>para</strong> que la masa recupere<br />
l<strong>en</strong>tam<strong>en</strong>te su posición o dicho <strong>de</strong> otra<br />
forma, <strong>para</strong> que las partículas se<br />
acomo<strong>de</strong>n y retom<strong>en</strong> su posición. Foto Nº22: Gata hidráulica. Capacidad<br />
máxima <strong>de</strong> presión 10.000 PSI<br />
Posteriorm<strong>en</strong>te se suelta la pr<strong>en</strong>sa<br />
l<strong>en</strong>tam<strong>en</strong>te y se saca el mol<strong>de</strong> metálico, el que luego se <strong>de</strong>smonta <strong>para</strong> sacar la<br />
placa <strong>de</strong> su interior. Para evitar la <strong>de</strong>formación <strong>de</strong> las placas, son puestas sobre un<br />
mol<strong>de</strong> <strong>de</strong> yeso, que absorbe humedad <strong>de</strong> forma muy paulatina. A<strong>de</strong>más se fueron<br />
volteando las piezas cada cierto tiempo <strong>para</strong> facilitar el proceso <strong>de</strong> secado.<br />
123
Una vez que se saca el mol<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> la pr<strong>en</strong>sa se proce<strong>de</strong> a <strong>de</strong>smoldar<br />
<strong>para</strong> quitar la placa su interior, proceso<br />
que se hace más fácil <strong>de</strong>bido <strong>al</strong><br />
<strong>de</strong>smoldante que se le aplica.<br />
Fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te las placas son<br />
puestas sobre mol<strong>de</strong>s <strong>de</strong> yeso, como<br />
se muestra <strong>en</strong> la foto.<br />
3.3.7 SECADO<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Foto Nº23: Placas terminadas listas <strong>para</strong><br />
ser pesadas y medidas.<br />
El secado <strong>de</strong> las placas consta <strong>de</strong> dos etapas, una <strong>en</strong> la que se secan las<br />
placas <strong>al</strong> aire libre, pero <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l laboratorio, y un secado secundario que se re<strong>al</strong>iza<br />
<strong>en</strong> un secador eléctrico.<br />
Para com<strong>en</strong>zar el secado inici<strong>al</strong>, cuando ya se ti<strong>en</strong><strong>en</strong> las placas sobre el yeso,<br />
primero se proce<strong>de</strong> a pesar y a medir las longitu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> sus lados y su espesor, lo<br />
que sirve <strong>para</strong> conocer la humedad que posee <strong>en</strong> ese instante a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> apreciar<br />
las variaciones <strong>de</strong> dim<strong>en</strong>siones y <strong>de</strong> humedad que sufrirá. Es necesario haber<br />
pesado el yeso previam<strong>en</strong>te <strong>para</strong> po<strong>de</strong>r c<strong>al</strong>cular el peso solam<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la placa. Este<br />
proceso se lleva a cavo <strong>en</strong> forma periódica <strong>para</strong> hacer un seguimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la<br />
expulsión o pérdida <strong>de</strong> humedad <strong>de</strong> las placas. Cuando éstas llegu<strong>en</strong> a una<br />
humedad <strong>de</strong> un 10 % (se obtuvo tras un seguimi<strong>en</strong>to que se hizo <strong>en</strong> seminario <strong>de</strong><br />
Porras ) están <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> ser llevadas <strong>al</strong> secador, ya que con esta humedad<br />
disminuye el riesgos <strong>de</strong> <strong>de</strong>formación y <strong>de</strong> ruptura. El secado natur<strong>al</strong> o <strong>al</strong> aire libre <strong>al</strong><br />
que se somet<strong>en</strong> las placas hasta <strong>al</strong>canzar la humedad requerida compr<strong>en</strong><strong>de</strong> un<br />
período aproximado <strong>de</strong> una y media a dos semanas <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que son puestas sobre el<br />
mol<strong>de</strong> <strong>de</strong> yeso.<br />
124
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Foto Nº24: Placa lista <strong>para</strong> ser ingresada <strong>al</strong><br />
secador.<br />
Al <strong>al</strong>canzar dicha humedad <strong>al</strong> aire libre, las placas son llevadas <strong>al</strong> secador,<br />
don<strong>de</strong> se sigue un procedimi<strong>en</strong>to bi<strong>en</strong> <strong>de</strong>licado, <strong>para</strong> no producir <strong>al</strong>teración <strong>en</strong> la<br />
forma <strong>de</strong> las placas.<br />
Foto Nº25: Placas <strong>al</strong> interior <strong>de</strong>l horno <strong>de</strong><br />
secado<br />
125
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
El secado <strong>en</strong> el horno se llevaba a cavo <strong>de</strong> acuerdo a los parámetros que se<br />
muestran <strong>en</strong> la sigui<strong>en</strong>te tabla:<br />
Tiempo Temperatura Condición<br />
Tipo <strong>de</strong><br />
circulación % <strong>de</strong> humedad<br />
1 h30' 45°C sistema cerrado sin recirculación 70% humedad (vapor)<br />
1h 45°C 1/4 abertura con recirculación 45% humedad<br />
1h 45°C 1/2 abertura con recirculación 45% humedad<br />
1 h 45°C tot<strong>al</strong> abertura con recirculación 45% humedad<br />
1h 70°C 1/2 abertura con recirculación sin parámetro solo mant<strong>en</strong>er<br />
agua <strong>en</strong> el sistema<br />
12 h 70°C tot<strong>al</strong> abertura con recirculación sin parámetro solo mant<strong>en</strong>er<br />
agua <strong>en</strong> el sistema<br />
NOTA: Todo el tiempo que dura el ciclo <strong>de</strong> secado se mantuvo <strong>en</strong> el interior un<br />
tiesto con agua <strong>para</strong> producir vapor <strong>en</strong> el sistema, y así evitar <strong>de</strong>formaciones o<br />
grietas.<br />
TEMPERATURA (ºC)<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
CURVA DE SECADO<br />
Tº v/s TIEMPO<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13<br />
TIEMPO (HRS)<br />
126
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En este gráfico solam<strong>en</strong>te se expone lo que es temperatura y tiempo, pero<br />
como se ve <strong>en</strong> la tabla anterior se manejan más variables como lo es la<br />
condición <strong>de</strong>l sistema, <strong>en</strong> cuanto a su hermeticidad, si posee o no circulación<br />
interna y la pres<strong>en</strong>cia y porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> humedad.<br />
Tras el proceso <strong>de</strong> secado, las placas se <strong>de</strong>jan <strong>en</strong>friar, <strong>para</strong> re<strong>al</strong>izarles un<br />
pequeño lijado, el que permite hacer más regular su superficie antes <strong>de</strong> ser<br />
c<strong>al</strong>cinadas.<br />
3.3.8 CALCINACION<br />
La i<strong>de</strong>a es que este proceso permita obt<strong>en</strong>er<br />
placas con una <strong>de</strong>formación mínima ( 0.3 mm/m),<br />
<strong>para</strong> contribuir a este resultado la paca es ingresada<br />
<strong>al</strong> horno t<strong>en</strong>i<strong>en</strong>do el cuidado o la precaución <strong>de</strong><br />
apoyarla <strong>en</strong> cinco secciones <strong>de</strong> soporte, lo que<br />
minimiza el riesgo <strong>de</strong> ser <strong>de</strong>formada, pues ti<strong>en</strong>e un<br />
bu<strong>en</strong> apoyo.<br />
Para la c<strong>al</strong>cinación <strong>de</strong> las placas se tomaron<br />
parámetros <strong>de</strong> la industria <strong>en</strong> lo que se refiere a<br />
tiempos y temperaturas <strong>de</strong> cocción, por lo que el<br />
tiempo <strong>de</strong> c<strong>al</strong>cinación se fijó <strong>en</strong> 14 horas y la Foto Nº26: Equipo <strong>en</strong> el que<br />
temperatura máxima fue <strong>de</strong> 900 ºC.<br />
se c<strong>al</strong>cinan las<br />
Debido a que no es conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te que se produzcan cambios muy bruscos <strong>de</strong><br />
temperatura <strong>para</strong> no causar <strong>de</strong>formaciones o incluso la ruptura <strong>de</strong> las placas se fue<br />
aum<strong>en</strong>tando la temperatura paulatinam<strong>en</strong>te. Para esto también se siguió una curva<br />
<strong>de</strong> c<strong>al</strong>cinación, como se muestra a continuación.<br />
127
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Tiempos y temperaturas <strong>de</strong> c<strong>al</strong>cinación<br />
Tiempo Temperatura<br />
2 horas <strong>en</strong> subir <strong>de</strong> Temperatura ambi<strong>en</strong>te a 200°C<br />
2 horas <strong>en</strong> subir <strong>de</strong> 200°C a 550°C<br />
1 hora <strong>en</strong> subir <strong>de</strong> 500°C a 600°C<br />
2 horas <strong>en</strong> subir <strong>de</strong> 600°C a 900°C<br />
7 horas mant<strong>en</strong>er a 900°C<br />
TEMPERATURA (ºC)<br />
950<br />
900<br />
850<br />
800<br />
750<br />
700<br />
650<br />
600<br />
550<br />
500<br />
450<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
CURVA DE CALCINACION<br />
Tº v/s TIEMPO<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15<br />
TIEMPO (HRS)<br />
128
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Las placas c<strong>al</strong>cinadas quedan con la apari<strong>en</strong>cia que se muestra a<br />
continuación.<br />
Foto Nº27: Placa c<strong>al</strong>cinada<br />
Una vez que las placas están c<strong>al</strong>cinadas se <strong>de</strong>jan <strong>en</strong>friar, <strong>para</strong> luego ser<br />
lijadas. El proceso <strong>de</strong> lijado busca por fin<strong>al</strong>idad po<strong>de</strong>r <strong>de</strong>jar la superficie <strong>de</strong> las placas<br />
más planas y más regulares, condición necesaria <strong>para</strong> po<strong>de</strong>r ser sometidas a los<br />
distintos <strong>en</strong>sayos <strong>en</strong> forma posterior. Este proceso se llevaba a cavo con una<br />
máquina lijadora, como se muestra a continuación. Se <strong>de</strong>be <strong>al</strong>canzar una superficie<br />
con una <strong>de</strong>sviación no superior a 0.3 mm/m.<br />
Con este proceso se da por fin<strong>al</strong>izado el proceso <strong>de</strong> fabricación <strong>de</strong> las placas,<br />
quedando <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> ser a<strong>de</strong>cuadas <strong>para</strong> someter a prueba <strong>de</strong> acuerdo a lo<br />
que requiera cada <strong>en</strong>sayo.<br />
129
3.4 EVALUACIONES<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Para po<strong>de</strong>r medir el comportami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> las probetas fabricadas, se ev<strong>al</strong>uaron<br />
como se <strong>de</strong>t<strong>al</strong>la a continuación.<br />
3.4.1 DENSIDAD<br />
La <strong>de</strong>nsidad correspon<strong>de</strong> a la relación <strong>de</strong> la masa <strong>de</strong> la placa y su volum<strong>en</strong>.<br />
Para obt<strong>en</strong>er los v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> las <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> cada placa, se <strong>de</strong>bían medir las<br />
dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> éstas y registrar su peso.<br />
En primer lugar, se medía su largo y ancho, <strong>para</strong> luego tomar la medida <strong>de</strong>l<br />
espesor. Tanto los v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> las dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> sus aristas, como el <strong>de</strong>l espesor,<br />
correspon<strong>de</strong>n <strong>al</strong> v<strong>al</strong>or promedio, pues se hacían varias mediciones y luego se<br />
promediaban. Se trabajaba con v<strong>al</strong>ores promedios, porque si bi<strong>en</strong> es cierto que las<br />
probetas <strong>de</strong>bían ser lo más simétricas posible, no siempre se lograba dar una<br />
terminación tan precisa, pues por efectos <strong>de</strong> la cocción <strong>de</strong> la arcilla, la placa sufre<br />
variaciones <strong>en</strong> sus dim<strong>en</strong>siones, por lo que se <strong>de</strong>bían lijar <strong>para</strong> dar la regularidad a<br />
sus caras y aristas. Esto se re<strong>al</strong>izaba <strong>para</strong> cada una <strong>de</strong> las placas.<br />
130
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Este proceso se llevaba a cavo antes <strong>de</strong> ingresar las probetas <strong>al</strong><br />
conductímetro, pues <strong>para</strong> c<strong>al</strong>cular la Conductividad Térmica se necesita conocer el<br />
v<strong>al</strong>or <strong>de</strong> la <strong>de</strong>nsidad apar<strong>en</strong>te <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> seco. La fórmula ocupada <strong>para</strong> c<strong>al</strong>cular la<br />
<strong>de</strong>nsidad es la sigui<strong>en</strong>te:<br />
Don<strong>de</strong>:<br />
D: <strong>de</strong>nsidad (Kg/m 3 )<br />
M: Peso seco <strong>de</strong> la probeta (Kg)<br />
V: Volum<strong>en</strong> (m 3 M<br />
D =<br />
V<br />
)<br />
3.4.2 ABSORCION<br />
3.4.2.1 PREPARACIoN DE LAS PROBETAS.<br />
Para medir absorción una <strong>de</strong> las placas <strong>de</strong> 30x30 cm <strong>en</strong> primer lugar fueron<br />
cortadas con una sierra eléctrica <strong>en</strong> cuatro partes igu<strong>al</strong>es, utilizándose solam<strong>en</strong>te<br />
una <strong>de</strong> cada formulación. Las dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> ésta fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te fueron <strong>de</strong> 15 x 15 x 3<br />
cm.<br />
Fig. Nº9: Dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> las probetas a<br />
<strong>en</strong>sayar 15 x 15 x 3 cm.<br />
131
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Una vez cortadas se secan y se proce<strong>de</strong> a medir su peso.<br />
3.4.2.2 PROCEDIMIENTO.<br />
Este procedimi<strong>en</strong>to fue re<strong>al</strong>izado según NCh 167.of2001. No obstante esta<br />
norma <strong>de</strong>fine el <strong>en</strong>sayo solo <strong>para</strong> ladrillos, por lo que se tomó como refer<strong>en</strong>cia, pues<br />
<strong>en</strong> este caso se <strong>en</strong>sayaron probetas <strong>de</strong> 15x15x3 cm. El <strong>en</strong>sayo consiste<br />
básicam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> medir los pesos <strong>de</strong> las placas secos (P1) y posteriorm<strong>en</strong>te tras<br />
haberse mant<strong>en</strong>ido sumergidas <strong>en</strong> agua durante un período <strong>de</strong> 24 hrs se pesan<br />
nuevam<strong>en</strong>te <strong>para</strong> obt<strong>en</strong>er su peso húmedo (P2).<br />
El peso seco se obti<strong>en</strong>e tras haberse colocado las probetas <strong>en</strong> un horno<br />
v<strong>en</strong>tilado a una temperatura <strong>de</strong> 110ºC, hasta que su peso fuera constante.<br />
En seguida las placas son sumergidas <strong>en</strong> un recipi<strong>en</strong>te con agua potable<br />
durante un período <strong>de</strong> 24 horas.<br />
Foto Nº28: Placas sumergidas <strong>en</strong><br />
recipi<strong>en</strong>te con agua.<br />
132
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
A continuación, se sacan <strong>de</strong>l recipi<strong>en</strong>te, se <strong>de</strong>jan estilar durante 5 min.<br />
aproximadam<strong>en</strong>te y luego se les quita el agua superfici<strong>al</strong> visible con un paño húmedo<br />
e inmediatam<strong>en</strong>te se pesan, P2.<br />
Luego la absorción se c<strong>al</strong>cula con la sigui<strong>en</strong>te fórmula:<br />
A =<br />
( P2 − P1)<br />
x 100<br />
P2<br />
Don<strong>de</strong>:<br />
A : Absorción <strong>de</strong> agua, <strong>en</strong> %.<br />
P1 : Masa <strong>de</strong> la muestra seca, <strong>en</strong> Kg.<br />
P2 : Masa <strong>de</strong> la muestra saturada, <strong>en</strong> Kg.<br />
Los resultados <strong>de</strong> esta experi<strong>en</strong>cia se <strong>de</strong>t<strong>al</strong>lan <strong>en</strong> el capítulo <strong>de</strong> Resultados y<br />
Discusión.<br />
133
3.4.3 CONDUCTIVIDAD TERMICA (λ)<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Definición<br />
Cantidad <strong>de</strong> c<strong>al</strong>or que <strong>en</strong> condiciones estacionarias pasa <strong>en</strong> la unidad <strong>de</strong><br />
tiempo a través <strong>de</strong> la unidad <strong>de</strong> área <strong>de</strong> una muestra <strong>de</strong> materi<strong>al</strong> homogéneo <strong>de</strong><br />
ext<strong>en</strong>sión infinita, <strong>de</strong> caras planas y <strong>para</strong>lelas y <strong>de</strong> espesor unitario, cuando se<br />
establece una difer<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> temperatura unitaria <strong>en</strong>tre sus caras.<br />
Se <strong>de</strong>termina experim<strong>en</strong>t<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te según la norma NCh.850of83. Es el inverso<br />
<strong>de</strong> la resist<strong>en</strong>cia térmica, se le llama comúnm<strong>en</strong>te Conductividad Térmica. En Chile<br />
la conductividad térmica se mi<strong>de</strong> <strong>en</strong> w/(m2 ºC).<br />
Con respecto a la conductividad térmica, se pue<strong>de</strong> señ<strong>al</strong>ar que la<br />
conductividad <strong>de</strong>l aire completam<strong>en</strong>te quieto es mucho más baja que la <strong>de</strong> cu<strong>al</strong>quier<br />
materi<strong>al</strong> sólido, rasgo dominante <strong>en</strong> los materi<strong>al</strong>es aislantes <strong>de</strong> <strong>al</strong>to vacío, que no<br />
llegan a <strong>al</strong>canzar la conductividad <strong>de</strong>l aire, ya que <strong>en</strong> el interior <strong>de</strong> sus fibras se<br />
produce una microconvección. Otro punto interesante <strong>de</strong> t<strong>en</strong>er <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta es que la<br />
conductividad <strong>de</strong>l agua es t<strong>al</strong>, que hace que los materi<strong>al</strong>es húmedos sean m<strong>en</strong>os<br />
aislantes que los materi<strong>al</strong>es secos<br />
La conductividad térmica es la forma más utilizada, por no <strong>de</strong>cir la única, con<br />
la cu<strong>al</strong> se pue<strong>de</strong> medir la propiedad térmica <strong>de</strong> un materi<strong>al</strong>. Para nuestro caso <strong>en</strong><br />
particular, será una <strong>de</strong> las propieda<strong>de</strong>s a estudiar y mejorar.<br />
La NCh.850of83 establece un procedimi<strong>en</strong>to <strong>para</strong> la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> la<br />
Conductividad Térmica, bajo régim<strong>en</strong> <strong>de</strong> flujo estacionario por el Método <strong>de</strong>l Anillo <strong>de</strong><br />
Guarda, aplicándose a materi<strong>al</strong>es homogéneos, especi<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te usados <strong>en</strong> la<br />
Construcción , como Aislantes Térmicos ,cuyas características <strong>de</strong> <strong>de</strong>nsidad,<br />
humedad y temperaturas son conocidas.<br />
El Método <strong>de</strong>l Anillo <strong>de</strong> Guarda que establece la Norma sólo es útil <strong>para</strong> la<br />
<strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> la Conductividad Térmica <strong>en</strong> temperaturas compr<strong>en</strong>didas <strong>en</strong>tre los<br />
273 K(0° C) Y 373 K(100°C) aproximadam<strong>en</strong>te.<br />
134
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
El principio <strong>de</strong> este método se basa <strong>en</strong> una placa metálica (placa<br />
c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te ;cuadrada o circular),provista <strong>de</strong> c<strong>al</strong>efacción eléctrica, ro<strong>de</strong>ada <strong>de</strong> otra placa,<br />
<strong>en</strong> forma <strong>de</strong> marco ( anillo <strong>de</strong> guarda), que pue<strong>de</strong> ser c<strong>al</strong><strong>en</strong>tado in<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te.<br />
Dos probetas <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> <strong>en</strong> prueba , <strong>de</strong> igu<strong>al</strong>es dim<strong>en</strong>siones ,<strong>de</strong> caras<br />
planas y <strong>para</strong>lelas se colocan a cada lado <strong>de</strong> las placas c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>tes. Dos placas<br />
metálicas, refrigeradas por corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong> agua u otro líquido(placas frías), se<br />
<strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran ajustadas a las caras frías <strong>de</strong> las probetas. El conjunto forma una<br />
especie <strong>de</strong> sándwich <strong>en</strong> íntimo contacto.<br />
Fig. Nº10: Esquema <strong>de</strong>l a<strong>para</strong>to<br />
<strong>de</strong> placas térmicas con<br />
el anillo <strong>de</strong> guarda.<br />
135
Don<strong>de</strong>:<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
C: Placa c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te<br />
Unidad <strong>de</strong> c<strong>al</strong><strong>en</strong>tami<strong>en</strong>to A: Placa <strong>de</strong> superficies c<strong>en</strong>tr<strong>al</strong>es<br />
Unidad <strong>de</strong> refrigeración<br />
P: probetas<br />
Termopares:<br />
G: Anillo <strong>de</strong> guarda<br />
S: Placas <strong>de</strong> superficie fría<br />
F: Placas frías<br />
F’: Superficies frías<br />
D : Difer<strong>en</strong>ci<strong>al</strong>es (difer<strong>en</strong>cias <strong>de</strong> temperatura <strong>en</strong>tre A y S).<br />
T2: <strong>en</strong> las superficies <strong>de</strong> A (caras c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>tes).<br />
T1: <strong>en</strong> las superficies <strong>de</strong> F’ (caras frías)<br />
Foto Nº29: Vista superior <strong>de</strong>l conductímetro<br />
Sección c<strong>en</strong>tr<strong>al</strong><br />
Sección <strong>de</strong> guarda<br />
Al efectuar un <strong>en</strong>sayo, el Anillo <strong>de</strong> Guarda es mant<strong>en</strong>ido a la misma<br />
temperatura que la placa c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te ; por consigui<strong>en</strong>te, existe el mismo gradi<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />
136
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
temperatura <strong>en</strong> el materi<strong>al</strong> que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra junto a él y <strong>en</strong> la proximidad <strong>de</strong> la placa<br />
c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te. En estas condiciones, el flujo térmico es perp<strong>en</strong>dicular con respecto a las<br />
superficies. A<strong>de</strong>más, no hay pérdida <strong>de</strong> c<strong>al</strong>or <strong>en</strong> los bor<strong>de</strong>s <strong>de</strong> la placa c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te.<br />
Al llegar <strong>al</strong> régim<strong>en</strong> estacionario, se <strong>de</strong>termina el flujo térmico( φ =pot<strong>en</strong>cia<br />
eléctrica disipada <strong>en</strong> la placa c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te) que atraviesa el área correspondi<strong>en</strong>te <strong>de</strong> las<br />
2 probetas y el gradi<strong>en</strong>te medio <strong>de</strong> temperatura a través <strong>de</strong> éstas.<br />
La Conductividad Térmica <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> se c<strong>al</strong>cula según la fórmula :<br />
Don<strong>de</strong> :<br />
λ = φ * e<br />
2 *A ( T2 -T1)<br />
• λ : Conductividad Térmica (W/m K)<br />
• φ : Pot<strong>en</strong>cia Eléctrica (W),disipada <strong>en</strong> la placa c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te<br />
• e : Espesor (m),promedio <strong>de</strong> ambas probetas<br />
• A : Área (m 2 ),<strong>de</strong> la placa <strong>de</strong> c<strong>al</strong><strong>en</strong>tami<strong>en</strong>to, correspondi<strong>en</strong>te <strong>al</strong><br />
área promedio <strong>en</strong>tre la superficie <strong>de</strong> la placa c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te y la <strong>de</strong> la abertura c<strong>en</strong>tr<strong>al</strong> <strong>de</strong>l<br />
anillo <strong>de</strong> guarda .<br />
• T2 -T1 : Temperatura <strong>de</strong> las caras c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te y fría, respectivam<strong>en</strong>te (K)<br />
137
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
3.4.3.1 PREPARACION DE LAS PROBETAS.<br />
Para este proceso las placas <strong>de</strong>b<strong>en</strong> t<strong>en</strong>er una superficie plana <strong>para</strong> evitar que<br />
<strong>al</strong> incorporarlas <strong>al</strong> conductímetro pueda quedar aire atrapado <strong>en</strong>tre éstas y las placas<br />
<strong>de</strong> medición. A<strong>de</strong>más se les <strong>de</strong>be hacer unos cortes <strong>en</strong> cruz <strong>en</strong> ambas caras <strong>de</strong><br />
cada placa, con la fin<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> dar lugar a ser puestas las termopares. Dicho<br />
proceso se efectuaba con una g<strong>al</strong>letera, logrando un resultado como se muestra a<br />
continuación.<br />
Foto Nº30: Placas con cortes <strong>en</strong> cruz listas <strong>para</strong><br />
incorporar a cámara <strong>de</strong> climatización.<br />
En este proceso se emplean dos <strong>de</strong> las tres placas fabricadas. Para po<strong>de</strong>r<br />
medir conductividad, las placas <strong>de</strong>b<strong>en</strong> ser puestas <strong>en</strong> una cámara <strong>de</strong> climatización,<br />
don<strong>de</strong> se manti<strong>en</strong><strong>en</strong> durante 48 horas.<br />
138
Foto Nº31: Cámara <strong>de</strong><br />
climatización .<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Foto Nº33: Colocación <strong>de</strong> Termopares<br />
a las placas.<br />
Foto Nº32: Interior <strong>de</strong> la cámara,<br />
don<strong>de</strong> se aprecia el<br />
c<strong>al</strong>efactor.<br />
La i<strong>de</strong>a es po<strong>de</strong>r lograr que las superficies <strong>de</strong> todas las placas adquieran una<br />
emisividad tot<strong>al</strong> superior a 0.8 a la temperatura <strong>de</strong> <strong>en</strong>sayo.<br />
Tras estos pre<strong>para</strong>tivos se está <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r incorporar las placas<br />
<strong>en</strong> el conductímetro.<br />
Para com<strong>en</strong>zar se colocan las Termopares <strong>en</strong> las placas, como se muestra <strong>en</strong><br />
las sigui<strong>en</strong>te foto:<br />
139
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
3.4.3.2 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO DE MEDICION.<br />
El equipo se compone <strong>de</strong> un <strong>de</strong>pósito <strong>de</strong> agua que ti<strong>en</strong>e un control <strong>de</strong><br />
temperatura y que lo manti<strong>en</strong>e <strong>en</strong> mas m<strong>en</strong>os 25 ºC, esto <strong>de</strong>bido a que el agua<br />
potable ti<strong>en</strong>e variaciones <strong>de</strong> temperatura a través <strong>de</strong>l día. A<strong>de</strong>más ti<strong>en</strong>e una bomba<br />
que hace circular el agua a través <strong>de</strong> las dos placas frías por medio un serp<strong>en</strong>tín,<br />
retornando posteriorm<strong>en</strong>te <strong>al</strong> <strong>de</strong>pósito.<br />
También compon<strong>en</strong> el equipo un anillo <strong>de</strong> guarda que correspon<strong>de</strong> a la parte<br />
exterior <strong>de</strong> la placa y un anillo <strong>de</strong> medición, que es la parte interior. En otras p<strong>al</strong>abras<br />
correspon<strong>de</strong> a dos c<strong>al</strong>efactores eléctricos <strong>al</strong>im<strong>en</strong>tados cada uno con su fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />
po<strong>de</strong>r. El propósito que h<strong>al</strong>lan dos anillos, uno <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l otro, es mant<strong>en</strong>er la<br />
temperatura <strong>de</strong> la cámara interior (que es la cámara <strong>de</strong> medición) igu<strong>al</strong> a la <strong>de</strong> la<br />
exterior, <strong>para</strong> que no se origin<strong>en</strong> flujos térmicos later<strong>al</strong>es, logrando así un flujo <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
la cámara <strong>de</strong> medición hacia la exterior, pues posee mayor temperatura. Se necesita<br />
medir con precisión solam<strong>en</strong>te la <strong>en</strong>ergía que se le <strong>en</strong>trega a la parte interior, por eso<br />
que se asume que el c<strong>al</strong>or que se está <strong>en</strong>tregando, es <strong>de</strong>cir el flujo térmico, es el que<br />
va a pasar a través <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong> a medir, solam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> régim<strong>en</strong><br />
estacionario, lo que dicho <strong>de</strong> otra manera es cuando las dos cámaras están a igu<strong>al</strong><br />
temperatura.<br />
El conductímetro permite <strong>en</strong>sayar probetas <strong>de</strong> 30 x 30 cm y con un espesor<br />
máximo <strong>de</strong> 5cm.<br />
140
Selector <strong>de</strong> termopares<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Foto Nº34: Equipos <strong>de</strong> medición<br />
3.4.3.3 PROCEDIMIENTO.<br />
Fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r<br />
cámara <strong>de</strong> medición<br />
Fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r cámara<br />
<strong>de</strong> guarda<br />
Amperímetro que mi<strong>de</strong><br />
corri<strong>en</strong>te cámara <strong>de</strong><br />
guarda<br />
Amperímetro que mi<strong>de</strong><br />
corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong> cámara<br />
<strong>de</strong> medición.<br />
Una vez que las placas son pesadas (peso seco), se proce<strong>de</strong> a colocarlas<br />
una a cada lado <strong>de</strong> la cámara <strong>de</strong> guarda. Los s<strong>en</strong>sores (termopares) son colocados<br />
tres por cada cara <strong>de</strong> la placa; tres <strong>en</strong> la cara c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te y tres <strong>en</strong> el lado frío, esto se<br />
hace <strong>para</strong> cada una <strong>de</strong> las dos placa. Como <strong>en</strong> tot<strong>al</strong> se colocan 12 termopares,<br />
<strong>de</strong>s<strong>de</strong> la 1 a la 6 mi<strong>de</strong> a la placa fría y <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la 7 a la 12 a la placa c<strong>al</strong>i<strong>en</strong>te o <strong>de</strong><br />
medición. A<strong>de</strong>más <strong>en</strong> la planilla se registra una termocupla número 13, 14 y 15. La<br />
número 13 correspon<strong>de</strong> a la termopila, la que <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> régim<strong>en</strong><br />
estacionario <strong>de</strong>biera marcar 0.000 milivolts, asegurando así que las mediciones<br />
correspon<strong>de</strong>n a los flujos que pasan por las placas <strong>en</strong> medición e indicando que no<br />
hubieron flujos later<strong>al</strong>es, la 14 <strong>en</strong> el agua y la 15 mi<strong>de</strong> <strong>en</strong> el aire <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l<br />
conductímetro.<br />
141
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te por medio <strong>de</strong> un tipo <strong>de</strong> pr<strong>en</strong>sa se ajustan las placas,<br />
quedando todas unidas.<br />
Es importante <strong>de</strong>cir que las placas eran puestas <strong>en</strong> el conductímetro el día<br />
anterior a la medición, pues el equipo se <strong>de</strong>bía regular <strong>para</strong> <strong>en</strong>tregar v<strong>al</strong>ores re<strong>al</strong>es.<br />
Terminado el proceso <strong>de</strong> montaje se está <strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> com<strong>en</strong>zar a<br />
medir.<br />
Una vez que se <strong>al</strong>canza el régim<strong>en</strong> estacionario se continúa con la experi<strong>en</strong>cia<br />
efectuando cada 30 minutos las mediciones <strong>de</strong> los v<strong>al</strong>ores que registran los<br />
termopares hasta que 4 series <strong>de</strong> lecturas consecutivas registraran v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong><br />
conductividad que no diferían <strong>en</strong>tre sí <strong>en</strong> más <strong>de</strong> un 1%. Cuando se termina la<br />
experi<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> el conductímetro, las probetas se vuelv<strong>en</strong> a pesar <strong>para</strong> ver si el<br />
cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> humedad sufrió <strong>al</strong>gún cambio.<br />
3.4.4 RESISTENCIA MECANICA ( COMPRESION)<br />
Esta experi<strong>en</strong>cia se re<strong>al</strong>izó tomando como guía la norma NCh 167.of 2001,<br />
pues ésta <strong>de</strong>scribe el procedimi<strong>en</strong>to utilizando ladrillos y <strong>en</strong> este caso se <strong>en</strong>sayaron<br />
probetas <strong>de</strong> otras dim<strong>en</strong>siones.<br />
Debido a lo m<strong>en</strong>cionado anteriorm<strong>en</strong>te, los resultados que se obtuvieron sólo<br />
servirán como una refer<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> lo que se podría esperar si se fabrican ladrillos con<br />
las formulaciones escritas anteriorm<strong>en</strong>te.<br />
3.4.4.1 PREPARACION DE LAS PROBETAS.<br />
A continuación se muestra cómo se dim<strong>en</strong>sionaron las probetas a <strong>en</strong>sayar. Es<br />
importante m<strong>en</strong>cionar que las placas <strong>en</strong> su mayoría fueron cortadas con una cierra<br />
eléctrica antes e ser c<strong>al</strong>cinadas, pues así se evita <strong>al</strong>gún tipo <strong>de</strong> fractura <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>,<br />
lo que disminuiría su resist<strong>en</strong>cia <strong>al</strong> mom<strong>en</strong>to <strong>de</strong> aplicarle presión.<br />
142
Fig. Nº11: Dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> la probeta<br />
Fig. Nº12: Dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> la reducción<br />
<strong>de</strong> tamaño <strong>de</strong> la probeta<br />
Fig. Nº13: Reducción <strong>de</strong>l tamaño <strong>de</strong> la<br />
probeta a <strong>en</strong>sayar<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En primer lugar la placa <strong>de</strong> 30x30 cm se<br />
divi<strong>de</strong> <strong>en</strong> cuatro partes igu<strong>al</strong>es, quedando<br />
cuatro trozos <strong>de</strong> 15 x 15cm.<br />
Y <strong>para</strong> terminar se corta nuevam<strong>en</strong>te uno<br />
<strong>de</strong> estos trozos <strong>en</strong> dos partes igu<strong>al</strong>es,<br />
quedando <strong>de</strong> 7.5 x 3.0 x 3.0 cm cada uno.<br />
Luego se toma uno <strong>de</strong> esos trozos <strong>de</strong> 15 x 15<br />
cm. y se divi<strong>de</strong> nuevam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> cuatro partes,<br />
lográndose obt<strong>en</strong>er probetas <strong>de</strong> 15 x 3.0 x 3.0<br />
cm., <strong>de</strong>bido a que el espesor <strong>de</strong> la sierra<br />
disminuye el tamaño <strong>de</strong> 3.5cm a 3.0 cm.<br />
143
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Una vez que se ti<strong>en</strong><strong>en</strong> las probetas con las dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> 7.5 x 3.0 x 3.0 cm. están<br />
<strong>en</strong> condiciones <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r ser <strong>en</strong>sayadas.<br />
3.4.4.2 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO.<br />
Las probetas fueron <strong>en</strong>sayadas <strong>en</strong> el equipo INSTRON, pert<strong>en</strong>eci<strong>en</strong>te <strong>al</strong><br />
CATEM <strong>en</strong> las inmediaciones <strong>de</strong> la <strong>Universidad</strong> <strong>de</strong>l <strong>Bío</strong>–<strong>Bío</strong>. Este equipo ti<strong>en</strong>e una<br />
capacidad máxima <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> 4000 a 4500 Kg.<br />
Funciona <strong>de</strong> forma electrónica, lo que permite que se puedan incorporar los<br />
parámetros requeridos <strong>para</strong> el <strong>en</strong>sayo. Esto se hace <strong>de</strong>s<strong>de</strong> un panel <strong>de</strong> control que<br />
funciona <strong>en</strong> forma digit<strong>al</strong>, lo que facilita mucho el proceso <strong>de</strong> medición, pues se<br />
digit<strong>al</strong>iza la carga máxima que se quiere aplicar, que correspondía a 4000 Kg., estoe<br />
v<strong>al</strong>or se ingresaba con la fin<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> proteger el equipo, ya que si el materi<strong>al</strong><br />
sobrepasaba ese v<strong>al</strong>or se <strong>de</strong>t<strong>en</strong>ía <strong>en</strong> forma automática.<br />
Foto Nº35: Equipo <strong>de</strong> medición <strong>de</strong> resist<strong>en</strong>cia<br />
mecánica INSTRON.<br />
Foto Nº36: Panel <strong>de</strong> control <strong>de</strong>l<br />
equipo INSTRON.<br />
144
3.4.4.3 PROCEDIMIENTOS.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Como se m<strong>en</strong>cionó anteriorm<strong>en</strong>te las probetas a <strong>en</strong>sayar t<strong>en</strong>ían las sigui<strong>en</strong>tes<br />
dim<strong>en</strong>siones: 7.5 x 3.0 x 3.0 cm.<br />
Antes <strong>de</strong> ser incorporadas <strong>al</strong> equipo era necesario conocer sus dim<strong>en</strong>siones y<br />
por <strong>en</strong><strong>de</strong> el v<strong>al</strong>or <strong>de</strong>l área <strong>de</strong> aplicación <strong>de</strong> la fuerza. En este caso el área <strong>de</strong><br />
aplicación correspondía a la cara que t<strong>en</strong>ía 7.5 x 3 cm, pero como éstas no siempre<br />
eran simétricas sus v<strong>al</strong>ores eran muy aproximados, por lo que se medían<br />
cuidadosam<strong>en</strong>te y sus v<strong>al</strong>ores quedaban registrados <strong>en</strong> una planilla diseñada <strong>para</strong><br />
este proceso.<br />
Una vez com<strong>en</strong>zadas las mediciones se pudo apreciar que los v<strong>al</strong>ores iban a<br />
ser elevados, pues se llegaba a los 3000 Kg. y la probeta aún seguía poni<strong>en</strong>do<br />
resist<strong>en</strong>cia a la solicitación. Se llegó a los 4500 Kg. y se tuvo que <strong>de</strong>t<strong>en</strong>er el <strong>en</strong>sayo<br />
<strong>de</strong>bido que ésta era la carga máxima que proporcionaba el equipo.<br />
Ante esta situación se <strong>de</strong>cidió disminuir el tamaño <strong>de</strong> la probeta, aunque no<br />
era recom<strong>en</strong>dado, ya que <strong>al</strong> efectuar el corte con la sierra eléctrica y consi<strong>de</strong>rando<br />
que las probetas estaban c<strong>al</strong>cinadas, se corría el riesgo que se originaran fracturas<br />
<strong>en</strong> el materi<strong>al</strong>, lo que t<strong>al</strong> vez arrojaría v<strong>al</strong>ores no repres<strong>en</strong>tativos <strong>de</strong>l <strong>en</strong>sayo.<br />
Las dim<strong>en</strong>siones fin<strong>al</strong>es <strong>de</strong> la superficie <strong>de</strong> aplicación <strong>de</strong> la carga con que se<br />
hicieron los <strong>en</strong>sayos <strong>en</strong> una segunda instancia, eran <strong>de</strong> <strong>al</strong>re<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> 3.0 x 2.8 cm.<br />
En el capítulo <strong>de</strong> Resultados y Discución se <strong>de</strong>t<strong>al</strong>lan todos los v<strong>al</strong>ores.<br />
145
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
4.0 CAPITULO IV<br />
RESULTADOS Y DISCUCION<br />
146
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
4.0 CAPITULO IV: RESULTADOS Y DISCUSION<br />
4.1 PROCESABILIDAD DE LAS COMPOSICIONES ARCILLA / PUZOLANA.<br />
En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>, la aplicación <strong>de</strong> puzolana a la mezcla arcilla / caolín no pres<strong>en</strong>tó<br />
mayores problemas <strong>en</strong> el proceso <strong>de</strong> fabricación <strong>de</strong> las placas, pues <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que se<br />
comi<strong>en</strong>za el proceso <strong>de</strong> mezclado <strong>en</strong> seco <strong>en</strong> la extrusora la puzolana se mezcla<br />
fácilm<strong>en</strong>te con el resto <strong>de</strong>l materi<strong>al</strong>.<br />
En lo que se refiere a puzolana incorporada <strong>en</strong> un 10% a la mezcla no se<br />
aprecia mayor <strong>al</strong>teración <strong>en</strong> dicho proceso, sobre todo con granulometrías finas.<br />
Ahora, cuando se incorpora un 20% y 30% <strong>de</strong> puzolana <strong>en</strong> estado natur<strong>al</strong> , <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el<br />
punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> su granulometría, se logra apreciar cierta <strong>al</strong>teración <strong>en</strong> las etapas<br />
<strong>de</strong> premol<strong>de</strong>ado, mol<strong>de</strong>ad y <strong>de</strong>smol<strong>de</strong>; pues la masa t<strong>en</strong>día a disgregarse o<br />
se<strong>para</strong>rse y se hacía m<strong>en</strong>os mol<strong>de</strong>able. Precisam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> la última etapa el<br />
porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> puzolana incorporado a la masa se hizo notar cuando se aplica un<br />
20% y 30%, complicando un poco el proceso, ya que a pesar <strong>de</strong> aplicar<br />
<strong>de</strong>smoldante, costaba mucho sacar la placa <strong>de</strong>l mol<strong>de</strong> metálico, <strong>de</strong>biéndose actuar<br />
con mucho cuidado <strong>para</strong> no dañar la estructura <strong>de</strong> la probeta.<br />
147
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
4.2 INFLUENCIA DE LA PRESION EN LA DENSIDAD DE LAS PROBETAS.<br />
En la tabla Nº1 se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran los resultados <strong>de</strong> los <strong>en</strong>sayos ev<strong>al</strong>uados, <strong>para</strong><br />
estructurar el efecto <strong>de</strong> la presión sobre la D<strong>en</strong>sidad <strong>de</strong> las Probetas.<br />
TABLA Nº1: “EFECTO DE LA PRESION DE MOLDEO SOBRE LA DENSDAD DE LA<br />
PLACA CERAMICA.”<br />
Granulometría Presión Promedio (PSI) D<strong>en</strong>sidad (Kg/m 3 )<br />
(Puzolana - 0.6 mm) 600 1836<br />
( Puzolana - 0.6 mm) 830 1841<br />
Sobre la base <strong>de</strong> estos datos se pue<strong>de</strong> concluir que la presión <strong>de</strong> mol<strong>de</strong>o no<br />
ejerce un efecto significat4o sobre la <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong> las placas cerámicas, ya que <strong>al</strong><br />
utilizar la misma granulometría y aplicar distintas presiones se aprecia que la<br />
difer<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> sus <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>s fin<strong>al</strong>es es mínima.<br />
4.3 INFLUENCIA DE LA GRANULOMETRIA DE LA PUZOLANA SOBRE LAS<br />
PROPIEDADES DE LA MASA CERAMICA.<br />
4.3.1 DENSIDAD.<br />
En la tabla Nº2 se muestran los datos <strong>de</strong> <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong> la masa cerámica <strong>para</strong><br />
cada una <strong>de</strong> las formulaciones caracterizadas por la granulometría <strong>de</strong> la puzolana<br />
incorporada a la masa cerámica.<br />
148
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
TABLA Nº2: “PRESIONES PROMEDIO Y DENSIDADES DE CADA FORMULACION.”<br />
Granulometría (mm) D<strong>en</strong>sidad (Kg/m3)<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) 1768<br />
Puzolana (- 0,5 + 0,3) 1830<br />
Puzolana (- 0,3 + 0,15) 1830<br />
Puzolana ( - 0.6 ) 1841<br />
De los datos <strong>de</strong> la tabla se <strong>de</strong>spr<strong>en</strong><strong>de</strong> que la incorporación <strong>de</strong> puzolana, a la<br />
pasta cerámica, <strong>en</strong> difer<strong>en</strong>tes granulometrías, lleva a un aum<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong><br />
las placas, un hecho que pue<strong>de</strong> ser racion<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te interpretado sobre la base <strong>de</strong>l<br />
aporte <strong>de</strong> finos <strong>de</strong> la puzolana a la mezcla. Este efecto pue<strong>de</strong> ser mejor visu<strong>al</strong>izado a<br />
través <strong>de</strong>l GRAFICO Nº1.<br />
GRAFICO Nº1: “DENSIDAD DE LAS PROBETAS FABRICADAS INCORPORANDO 10%<br />
DE PUZOLANA DE DIFERENTES GRANULOMETRIAS.”<br />
D e n s i d a d (Kg/m3)<br />
1860<br />
1840<br />
1820<br />
1800<br />
1780<br />
1760<br />
1740<br />
1720<br />
Patrón (sin Puzolana) 1777<br />
Probeta con Puzolana Patrón sin Puzolana<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) Puzolana (- 0,5 + 0,3) Puzolana (- 0,3 + 0,15) Puzolana ( - 0.6 )<br />
G r a n u l o m e t r í a (m m)<br />
149
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En el gráfico Nº1 se logra apreciar un aum<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la <strong>de</strong>nsidad a medida que<br />
disminuye su granulometría. Un hecho esperable, <strong>en</strong> términos <strong>de</strong> empaquetami<strong>en</strong>to<br />
<strong>de</strong> partículas.<br />
4.3.2 ABSORCION.<br />
En la tabla Nº3 se muestran los datos <strong>de</strong> la absorción <strong>de</strong> las placas cerámica<br />
caracterizadas por la granulometría <strong>de</strong> la puzolana incorporada a la masa cerámica,<br />
a niveles <strong>de</strong> 10% <strong>de</strong> puzolana.<br />
TABLA Nº3: “VALORES DE ABSORCION SEGUN GRANULOMETRIA”<br />
Granulometría (mm) Absorción (%)<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) 17,31<br />
Puzolana (- 0,5 + 0,3) 16,32<br />
Puzolana (- 0,3 + 0,15) 15,98<br />
Puzolana ( - 0.6 ) 15,87<br />
Patrón (sin Puzolana) 16,13<br />
150
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
GRAFICO Nº2: “ABSORCION REFERIDA A LA GRANULOMETRIA”<br />
Absorción (%)<br />
17,6<br />
17,3<br />
17,0<br />
16,7<br />
16,4<br />
16,1<br />
15,8<br />
15,5<br />
Probeta con Puzolana Patrón (sin Puzolana)<br />
Patrón (sin Puzolana) Puzolana (- 0,85 + 0,5) Puzolana (- 0,5 + 0,3) Puzolana (- 0,3 + 0,15) Puzolana ( - 0.6 )<br />
G r a n u l o m e t r í a (mm)<br />
De los datos experim<strong>en</strong>t<strong>al</strong>es, así como <strong>de</strong>l GRAFICO Nº2, se <strong>de</strong>spr<strong>en</strong><strong>de</strong><br />
claram<strong>en</strong>te el efecto <strong>de</strong> la granulometría <strong>de</strong> la puzolana sobre la Absorción <strong>de</strong> agua:<br />
Aum<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la Absorción con la granulometría gruesa, pero leve reducción con las<br />
granulometrías finas.<br />
Estos hechos son apreciados más claram<strong>en</strong>te <strong>en</strong> el gráfico Nº3.<br />
GRAFICO Nº3: “ABSORCION DE PROBETAS RESPECTO A ENSAYO PATRON”<br />
151
Absorción (%)<br />
17,5<br />
17,0<br />
16,5<br />
16,0<br />
15,5<br />
15,0<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
Probeta con Puzolana Patrón sin Puzolana<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) Puzolana (- 0,5 + 0,3) Puzolana (- 0,3 + 0,15) Puzolana ( - 0.6 )<br />
G r a n u l o m e t r í a (mm)<br />
En el gráfico Nº3 se hace una com<strong>para</strong>ción <strong>de</strong> las probetas con un 10% <strong>de</strong><br />
puzolana a distintas granulometrías, con la probeta patrón. Se logra apreciar que<br />
mi<strong>en</strong>tras más gruesa sea la puzolana, más absorb<strong>en</strong>te será la placa fin<strong>al</strong>, a<strong>de</strong>más,<br />
que <strong>al</strong> an<strong>al</strong>izar el corte glob<strong>al</strong> (que conti<strong>en</strong>e distintas granulometrías) se aprecia que<br />
no hay efectos negativos <strong>en</strong> la absorción.<br />
En g<strong>en</strong>er<strong>al</strong> la puzolana, por ser un materi<strong>al</strong> que se caracteriza por poseer una<br />
<strong>al</strong>ta porosidad, incorpora a la pasta mayor cantidad <strong>de</strong> espacios, por lo que da lugar<br />
a que <strong>en</strong> forma posterior puedan ser ocupados por agua, por <strong>en</strong><strong>de</strong>, la hace más<br />
absorb<strong>en</strong>te a medida que sean más gran<strong>de</strong>s los espacios originados, cosa que está<br />
relacionada directam<strong>en</strong>te con su granulometría..<br />
Los v<strong>al</strong>ores más <strong>de</strong>t<strong>al</strong>lados aparec<strong>en</strong> <strong>en</strong> el capítulo <strong>de</strong> Docum<strong>en</strong>tos Anexos.<br />
152
4.3.3 CONDUCTIVIDAD TERMICA<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En la tabla Nº4 se muestran los datos <strong>de</strong> Conductividad Térmica <strong>de</strong> la masa<br />
cerámica <strong>para</strong> las formulaciones caracterizadas por la granulometría <strong>de</strong> la puzolana<br />
incorporada a la masa cerámica, fabricadas con un 10% <strong>de</strong> puzolana.<br />
TABLA Nº4: “VALORES DE CONDUCTIVIDAD TERMICA SEGUN GRANULOMETRIA”<br />
Granulometría<br />
(mm)<br />
Conductividad Térmica<br />
λ (W/mºC)<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) 0,32082<br />
Puzolana (- 0,5 + 0,3) 0,34344<br />
Puzolana (- 0,3 + 0,15) 0,32268<br />
Puzolana ( - 0.6 ) 0,31867<br />
Patrón (sin Puzolana) 0,43828<br />
De los datos <strong>de</strong> la TABLA Nº4 se <strong>de</strong>spr<strong>en</strong><strong>de</strong> <strong>en</strong> primer lugar, que la<br />
incorporación <strong>de</strong> puzolana <strong>en</strong> la pasta cerámica lleva a una significativa reducción <strong>de</strong><br />
la Conductividad Térmica, efecto que se pue<strong>de</strong> explicar por la natur<strong>al</strong>eza porosa <strong>de</strong><br />
la Puzolana.<br />
En segundo lugar, y t<strong>al</strong> como se pue<strong>de</strong> visu<strong>al</strong>izar <strong>en</strong> el GRAFICO Nº4, las<br />
mediciones <strong>de</strong> λ no colocan <strong>en</strong> evi<strong>de</strong>ncia un efecto significativo <strong>en</strong>tre las<br />
granulometrías sobre el λ <strong>de</strong> la masa cerámica, es <strong>de</strong>cir, que si bi<strong>en</strong> es cierto que<br />
reduce el v<strong>al</strong>or respecto <strong>de</strong>l patrón, <strong>en</strong>tre sí, las distintas granulometrías no produc<strong>en</strong><br />
mayor difer<strong>en</strong>cia.<br />
153
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
GRAFICO Nº4: “CONDUCTIVIDAD TERMICA RESPECTO A ENSAYO PATRON”<br />
(W/mºC)<br />
0,45<br />
0,43<br />
0,41<br />
0,39<br />
0,37<br />
0,35<br />
0,33<br />
0,31<br />
0,29<br />
0,27<br />
0,25<br />
Patrón (sin puzolana) Probeta con Puzolana<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) Puzolana (- 0,5 + 0,3) Puzolana (- 0,3 + 0,15) Puzolana ( - 0.6 )<br />
TABLA Nº5: “PORCENTAJE DE DISMINUCION DE LA CONDUCTIVIDAD TERMICA DE<br />
LAS PROBETAS, REFERIDAS A LA MEDIDA PATRON.”<br />
Granulometría<br />
(mm)<br />
G r a n u l o m e t r í a (mm)<br />
Disminución <strong>de</strong> Conductividad<br />
respecto <strong>de</strong>l patrón (%)<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) 26,8<br />
Puzolana (- 0,5 + 0,3) 21,64<br />
Puzolana (- 0,3 + 0,15) 26,38<br />
Puzolana ( - 0.6 ) 27,29<br />
En la tabla Nº5 se logra apreciar que la incorporación <strong>de</strong> puzolana a la masa<br />
cerámica disminuye casi <strong>en</strong> un 30% la Conduct4idad Térmica <strong>de</strong> las probetas con<br />
respecto <strong>al</strong> patrón, lo que confirma lo b<strong>en</strong>eficioso <strong>de</strong> este fabuloso materi<strong>al</strong> volcánico.<br />
154
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
4.3.4 RESISTENCIA MECANICA (COMPRESION).<br />
En la tabla Nº6 se muestran los datos <strong>de</strong> Resist<strong>en</strong>cia Mecánica (Compresión)<br />
y la clasificación a la que pert<strong>en</strong>ece, según norma NCh168 of71, la masa cerámica<br />
<strong>para</strong> cada una <strong>de</strong> las formulaciones caracterizadas por la granulometría y el<br />
porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> incorporación <strong>de</strong> la puzolana a la masa cerámica.<br />
Es importante m<strong>en</strong>cionar que las muestras fueron cortadas <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> ser<br />
c<strong>al</strong>cinadas.<br />
TABLA Nº6: “VALORES DE RESISTENCIA MECANICA Y CLASIFICACION SEGUN<br />
NORMA”<br />
Granulometría<br />
(mm)<br />
Resist<strong>en</strong>cia a la<br />
Compresión (Mpa)<br />
Clasificación según<br />
NCh168 of71 (Grado)<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) 15,54 1<br />
Puzolana (- 0,5 + 0,3) 16,37 1<br />
Puzolana (- 0,3 + 0,15) 18,06 1<br />
Puzolana ( - 0.6 ) 20,36 1<br />
Patrón (sin Puzolana) 26,34 1<br />
155
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
GRAFICO Nº5: “RESISTENCIA A LA COMPRESION RESPECTO A ENSAYO PATRON.”<br />
Resist<strong>en</strong>cia a la<br />
Compresión (MPa)<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Probetas con Puzolana Patrón (sin Puzolana)<br />
Puzolana (- 0,85 + 0,5) Puzolana (- 0,5 + 0,3) Puzolana (- 0,3 + 0,15) Puzolana ( - 0.6 )<br />
G r a n u l o m e t r í a (mm)<br />
De los resultados <strong>al</strong>canzados se <strong>de</strong>spr<strong>en</strong><strong>de</strong> que la incorporación <strong>de</strong> Puzolana<br />
a la pasta cerámica lleva a una reducción <strong>de</strong> la Resist<strong>en</strong>cia Mecánica <strong>de</strong> las<br />
probetas, cu<strong>al</strong>esquiera que sean las granulometrías.<br />
También los datos nos muestran que la reducción <strong>de</strong> la Resist<strong>en</strong>cia Mecánica<br />
que resultan <strong>de</strong> la incorporación <strong>de</strong> Puzolana, pue<strong>de</strong> ser minimizada a través <strong>de</strong> la<br />
elección <strong>de</strong> una granulometría a<strong>de</strong>cuada.<br />
156
OBSERVACION:<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
A pesar que la incorporación <strong>de</strong> puzolana a la masa cerámica reduce los<br />
v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> Resist<strong>en</strong>cia a la Compresión con respecto <strong>al</strong> <strong>en</strong>sayo patrón, es preciso<br />
m<strong>en</strong>cionar que hay otros factores, aparte <strong>de</strong> la granulometría, que pue<strong>de</strong>n haber<br />
influido <strong>en</strong> este <strong>en</strong>sayo. Por ejemplo, las dim<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> las probetas <strong>de</strong>bieron ser<br />
modificadas o mejor dicho reducidas <strong>en</strong> tamaño, pues <strong>en</strong> una primera instancia éstas<br />
eran <strong>de</strong> aproximadam<strong>en</strong>te 7 x 3 cm., v<strong>al</strong>ores que correspon<strong>de</strong>n a las aristas que<br />
conforman el área <strong>de</strong> aplicación <strong>de</strong> la fuerza . Se <strong>de</strong>bieron reducir a la mitad, es<br />
<strong>de</strong>cir <strong>al</strong>re<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> 3 x 3 cm., ya que <strong>en</strong> el equipo <strong>de</strong> medición solam<strong>en</strong>te se podían<br />
<strong>en</strong>sayar hasta los 4500 kg., <strong>de</strong>biéndose <strong>de</strong>t<strong>en</strong>er antes que las probetas fueran<br />
<strong>de</strong>formadas.<br />
La fuerza <strong>al</strong>canzada <strong>en</strong> un comi<strong>en</strong>zo superaba los 4500 Kg. bajando<br />
consi<strong>de</strong>rablem<strong>en</strong>te <strong>en</strong> forma posterior a v<strong>al</strong>ores bajo los 1000 kg., lo que indica que<br />
disminuyó su resist<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> aproximadam<strong>en</strong>te un 80%. T<strong>al</strong> vez si se mi<strong>de</strong>n las<br />
probetas con las dim<strong>en</strong>siones inici<strong>al</strong>es, sin t<strong>en</strong>er que somerterlas a cortes<br />
posteriores, <strong>en</strong> un equipo <strong>de</strong> mayor tolerancia, se obt<strong>en</strong>gan v<strong>al</strong>ores más elevados a<br />
los an<strong>al</strong>izados anteriorm<strong>en</strong>te, pues el proceso <strong>de</strong> corte tras heber sido c<strong>al</strong>cinadas,<br />
pue<strong>de</strong> haber <strong>de</strong>biltado la estructura <strong>de</strong> las probetas, por lo que no estaría<br />
repres<strong>en</strong>tando ci<strong>en</strong> por ci<strong>en</strong>to el v<strong>al</strong>or <strong>de</strong> su resist<strong>en</strong>cia.<br />
De todos modos según lo que indica la norma NCh168of 71, todos los v<strong>al</strong>ores<br />
obt<strong>en</strong>idos <strong>en</strong> este <strong>en</strong>sayo ubicarían a este materi<strong>al</strong> cerámico como mínimo <strong>en</strong> Grado<br />
2, pues ninguno ti<strong>en</strong>e un v<strong>al</strong>or bajo los 11 (Mpa), v<strong>al</strong>or límite <strong>para</strong> ser aceptado.<br />
Los v<strong>al</strong>ores más <strong>de</strong>t<strong>al</strong>lados aparc<strong>en</strong> <strong>en</strong> el capítulo <strong>de</strong> Docum<strong>en</strong>tos Anexos.<br />
157
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
4.4_INFLUENCIA DEL PORCENTAJE DE PUZOLANA SOBRE LAS<br />
PROPIEDADES DE LA MASA CERAMICA.<br />
4.4.1 DENSIDAD<br />
En la tabla Nº7 se muestran los v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> la <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong> las Probetas,<br />
referidas <strong>al</strong> % <strong>de</strong> incorporación <strong>de</strong> Puzolana a la masa cerámica.<br />
TABLA Nº7: “VALORES DE DENSIDAD DE LAS PROBETAS”<br />
% <strong>de</strong> Incorporación <strong>de</strong><br />
Puzolana<br />
D<strong>en</strong>sidad (Kg/m3)<br />
10 1841<br />
20 1709<br />
30 1824<br />
Patrón (sin Puzolana) 1777<br />
158
1900<br />
1850<br />
1800<br />
1750<br />
1700<br />
1650<br />
1600<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
GRAFICO Nº6: “DENSIDAD DE LAS PROBETAS.”<br />
D<strong>en</strong>sidad (Kg/m3)<br />
Probeta con Puzolana Patrón (sin Puzolana)<br />
10% 20% 30%<br />
Incorporación <strong>de</strong> Puzolana (%)<br />
Del Gráfico Nº6 se <strong>de</strong>spr<strong>en</strong><strong>de</strong> que la incorporación <strong>de</strong> puzolana a la pasta<br />
cerámica g<strong>en</strong>er<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te eleva sus v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> <strong>de</strong>nsidad con respecto <strong>al</strong> Ensayo<br />
Patrón.<br />
159
4.4.2 ABSORCION.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
En la tabla Nº8 se muestran los v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> Absorción <strong>de</strong> las Probetas,<br />
referidas <strong>al</strong> % <strong>de</strong> incorporación <strong>de</strong> Puzolana a la masa cerámica.<br />
TABLA Nº8: “VALORES DE ABSORCION DE LAS PROBETAS”<br />
% <strong>de</strong> Incorporación <strong>de</strong><br />
Puzolana<br />
Absorción (%)<br />
10 15,87<br />
20 20,09<br />
30 21,53<br />
Patrón (sin Puzolana) 16,3<br />
160
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
GRAFICO Nº7: “ABSORCION DE AGUA DE LAS PROBETAS.”<br />
Absorción (%)<br />
23<br />
21<br />
19<br />
17<br />
15<br />
13<br />
11<br />
9<br />
7<br />
5<br />
Probeta con Puzolana Patrón (sin Puzolana)<br />
10% 20% 30%<br />
Incorporación <strong>de</strong> Puzolana<br />
En el gráfico Nº7 se advierte que el % <strong>de</strong> incorporación <strong>de</strong> Puzolana influye <strong>en</strong><br />
la Absorción <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> la masa cerámica, observándose que a mayor cantidad <strong>de</strong><br />
puzolana incorporada, mayor es el v<strong>al</strong>or <strong>de</strong> la Absorción, un hecho que pue<strong>de</strong> ser<br />
racion<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te interpretado sobre la base <strong>de</strong>l aporte <strong>de</strong> poros a la mezcla por parte<br />
<strong>de</strong> la puzolana.<br />
161
4.4.3 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA.<br />
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
La Conductividad Térmica <strong>de</strong> las placas cerámicas pre<strong>para</strong>das con 10%, 20%<br />
y 30% <strong>de</strong> Puzolana con un 100% <strong>de</strong> granulometría inferior a 0,85 mm se muestran<br />
<strong>en</strong> la TABLA Nº9.<br />
TABLA Nº9: “VALORES DE CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LAS PROBETAS”<br />
% <strong>de</strong> Incorporación <strong>de</strong><br />
Puzolana<br />
Conductividad Térmica<br />
(W/mºC)<br />
10 0,31867<br />
20 0,35989<br />
30 0,33926<br />
Patrón (sin Puzolana) 0,43828<br />
De los datos <strong>de</strong> la TABLA Nª9, y así como lo mostraron los estudios <strong>de</strong><br />
Conductividad Térmica <strong>de</strong> las placas cerámicas versus granulometría <strong>de</strong> la<br />
Puzolana, las mediciones re<strong>al</strong>izadas con el conductímetro no colocaron <strong>en</strong> evi<strong>de</strong>ncia<br />
un efecto <strong>de</strong>l porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> Puzolana sobre la Conductividad Térmica. Esto pudiera<br />
<strong>de</strong>berse a que el conductímetro no estaba ubicado <strong>en</strong> una s<strong>al</strong>a climatizada que<br />
controle rigurosam<strong>en</strong>te variables claves <strong>para</strong> este tipo <strong>de</strong> mediciones, t<strong>al</strong>es como la<br />
temperatura y la humedad. Este punto es soportado por los v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> λ <strong>de</strong>terminado<br />
<strong>para</strong> una misma placa cerámica (90% arcilla / 10% Puzolana) <strong>en</strong> verano,<br />
obt<strong>en</strong>iéndose λ = 0,3704 y <strong>al</strong> medirla <strong>en</strong> invierno dio como resultado λ = 0,3360.<br />
162
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
GRAFICO Nº8: “CONDUCTIVIDAD TERMICA.”<br />
Conductividad Térmica<br />
(W/mºC)<br />
0,50<br />
0,45<br />
0,40<br />
0,35<br />
0,30<br />
0,25<br />
0,20<br />
0,15<br />
0,10<br />
Probeta con Puzolana Patrón (sin Puzolana)<br />
10% 20% 30%<br />
Incorporación <strong>de</strong> Puzolana<br />
En el GRAFICO Nº8 se aprecia la reducción bastante consi<strong>de</strong>rable <strong>de</strong> la<br />
Conductividad Térmica <strong>de</strong> las placas con respecto a los v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong>l patrón.<br />
163
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
4.4.4 RESISTENCIA A LA COMPRESION.<br />
En la tabla Nº10 se muestran los datos <strong>de</strong> Resist<strong>en</strong>cia a la Compresión <strong>de</strong> la<br />
masa cerámica <strong>para</strong> las formulaciones caracterizadas por el porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong><br />
incorporación <strong>de</strong> puzolana.<br />
TABLA Nº10: “RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LAS PROBETAS”<br />
% <strong>de</strong> Incorporación <strong>de</strong><br />
Puzolana<br />
Resist<strong>en</strong>cia a la<br />
Compresión (MPa)<br />
10 20,36<br />
20 13,75<br />
30 11,10<br />
Patrón (sin Puzolana) 26,34<br />
Sobre la base <strong>de</strong> estos datos se pue<strong>de</strong> concluir que el Porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong> puzolana<br />
incorporado a la masa cerámica influye <strong>en</strong> la Resist<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> las Probetas obt<strong>en</strong>ida<br />
fin<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te, basado <strong>en</strong> la incorporación <strong>de</strong> mayor cantidad <strong>de</strong> poros <strong>en</strong> el materi<strong>al</strong>.<br />
164
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
GRAFICO Nº9: “RESISTENCIA MECANICA A LA COMPRESION.”<br />
Resist<strong>en</strong>cia a la Compresión<br />
(MPa)<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Probeta con Puzolana Patrón (sin Puzolana)<br />
10% 20% 30%<br />
Incorporación <strong>de</strong> Puzolana<br />
En el gráfico se aprecia una disminución <strong>en</strong> la Resist<strong>en</strong>cia a la Compresión <strong>de</strong><br />
las probetas an<strong>al</strong>izadas. A medida que se agrega mayor cantidad <strong>de</strong> Puzolana a la<br />
masa cerámica su v<strong>al</strong>or <strong>en</strong> Resist<strong>en</strong>cia se ve disminuido. En cuanto <strong>al</strong> Patrón<br />
com<strong>para</strong>t4o se aprecia una disminución <strong>en</strong> la Resit<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> las Probetas que<br />
conti<strong>en</strong><strong>en</strong> Puzolana.<br />
165
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
CONCLUSIONES<br />
• La incorporación <strong>de</strong> Puzolana a la masa cerámica <strong>de</strong>l ladrillo <strong>en</strong> porc<strong>en</strong>tajes<br />
cercanos <strong>al</strong> 10% lleva a:<br />
- Una reducción significativa <strong>de</strong> la Conductividad Térmica <strong>de</strong> la masa cerámica, sin<br />
comprometer la absorción ni la resist<strong>en</strong>cia mecánica <strong>de</strong>l ladrillo.<br />
• La incorporación <strong>de</strong> Puzolana a la masa cerámica <strong>en</strong> porc<strong>en</strong>taje superior <strong>al</strong> 10%<br />
mejora significativam<strong>en</strong>te la Conductividad Térmica, pero compromete la<br />
Absorción y la Resist<strong>en</strong>cia Mecánica d ela masa cerámica.<br />
• Las reducciones <strong>de</strong> Conductividad Térmica fuera <strong>de</strong> una s<strong>al</strong>a climatizada no han<br />
permitido colocar <strong>en</strong> evi<strong>de</strong>ncia el efecto <strong>de</strong> la granulometría y <strong>de</strong>l porc<strong>en</strong>taje <strong>de</strong><br />
incorporación <strong>de</strong> la Puzolana a la masa cerámica sobre la Conductividad Térmica<br />
166
Alejandro Mella Stappung<br />
ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
(1) [J. CALLEJAS, 1969]. “Las Puzolanas”. Madrid, España. 93 Pág.<br />
(2) [GERARDO A. RIVERA RIFFO,1978]. “Estudio Geológico Económico <strong>de</strong><br />
Yacimi<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> Puzolana Para la Planta <strong>de</strong> Cem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> Antofagasta”.<br />
Chile. 124 Pág.<br />
(3) [RAMIRO BADILLA, 1989]. “Diagnóstico <strong>de</strong> la Minería No – Metálica <strong>de</strong><br />
Chile, Corporación <strong>de</strong> Fom<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la Producción”, Vol. 2, Santiago <strong>de</strong><br />
Chile, Págs. (688-712).<br />
(4) [ANIBAL GAJARDO C., 2000]. “Subdirección Nacion<strong>al</strong> <strong>de</strong> Geología, Rocas<br />
y Miner<strong>al</strong>es Industri<strong>al</strong>es <strong>de</strong> Chile, Boletín Nº58, Santiago <strong>de</strong> Chile, Págs.<br />
(83-85)<br />
(5) [MAURICIO A. BOBADILLA PERAGALLO, 1990]. “Caracterización <strong>de</strong> una<br />
Puzolana y Optimización <strong>de</strong> su uso <strong>en</strong> Cem<strong>en</strong>to”. Santiago, Chile . 126<br />
Pág.<br />
(6) [USAI G., 1992]. “Durability of clay – pozzolan bri<strong>de</strong>s, Ceramurgia”, Vol. 22<br />
Nº3, It<strong>al</strong>ia, Págs. (95-97).<br />
(7) [RODRIGO A. PORRAS SOTO, 2004]. “Desarrollo <strong>de</strong> la Masa Cerámica <strong>de</strong><br />
Ladrillo Térmicam<strong>en</strong>te Mejorado”. Concepción, Chile, 150 Pág.<br />
(8) [LUIS CAMPOS GONZALEZ, 2003]. “Caracterización <strong>de</strong> Propieda<strong>de</strong>s<br />
Térmicas e Hídricas <strong>de</strong> Ladrillos Cerámicos Loc<strong>al</strong>es”. Concepción, Chile,<br />
187 Pág.<br />
(9) [INN –Nch. 169, 2001], Ladrillo cerámico. Clasificación y requisitos, 8 Pág.<br />
(10) [INN –Nch. 850, 1983], Aislación Térmica – Método <strong>para</strong> la <strong>de</strong>terminación<br />
<strong>de</strong> la Conductividad Térmica <strong>en</strong> estado estacionario por medio <strong>de</strong>l Anillo<br />
<strong>de</strong> Guarda, 11 Pág.<br />
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ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
DE PUZOLANAS LOCALES EN LA MASA CERAMICA DEL LADRILLO<br />
(11) [INN-Nch. 167, 2001], Construcción – Ladrillos Cerámicos - Ensayos, 15<br />
Pág.<br />
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GLOSARIO<br />
- Apatita: Fosfato <strong>de</strong> c<strong>al</strong>cio con flúor y cloro, incoloro o coloreado por<br />
impurezas, crist<strong>al</strong>izado <strong>en</strong> el sistema hexagon<strong>al</strong>.<br />
- Argilización: Proceso <strong>de</strong> formación <strong>de</strong> rocas compactas <strong>de</strong> grano fino<br />
constituida por cuarzo, fel<strong>de</strong>spato y arcilla.<br />
- C<strong>al</strong>: Oxido <strong>de</strong> c<strong>al</strong>cio, sustancia blanca, ligera, cáustica y <strong>al</strong>c<strong>al</strong>ina que <strong>en</strong><br />
estado natur<strong>al</strong> se h<strong>al</strong>la siempre combinada con <strong>al</strong>guna otra. Se le suele llamar<br />
c<strong>al</strong> viva. En contacto con el agua reacciona químicam<strong>en</strong>te con<br />
<strong>de</strong>spr<strong>en</strong>dimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> c<strong>al</strong>or (c<strong>al</strong> apagada o muerta); mezclada con ar<strong>en</strong>a forma<br />
el mortero.<br />
- C<strong>en</strong>ozoica: Se aplica a los terr<strong>en</strong>os o formaciones que compon<strong>en</strong> la parte<br />
superior <strong>de</strong> las tres <strong>en</strong> que se divi<strong>de</strong> la corteza terrestre.<br />
- Clástico: Rocas constituidas por fragm<strong>en</strong>tos prece<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> la erosión <strong>de</strong><br />
rocas preexist<strong>en</strong>tes.<br />
- Clínker: Es el producto que está constituido princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te por silicatos<br />
cálcicos. Se obti<strong>en</strong>e por c<strong>al</strong><strong>en</strong>tami<strong>en</strong>to hasta una temperatura que no podrá<br />
ser inferior a la temperatura <strong>de</strong> fusión incipi<strong>en</strong>te <strong>de</strong> una mezcla homogénea<br />
finam<strong>en</strong>te molida <strong>en</strong> proporciones a<strong>de</strong>cuadas formadas princip<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te por<br />
óxidos <strong>de</strong> c<strong>al</strong>cio (CaO) y silicio (SiO2) y por óxidos <strong>de</strong> <strong>al</strong>uminio (Al2O3) y fierro<br />
(Fe2O3) <strong>en</strong> proporciones m<strong>en</strong>ores. Este materi<strong>al</strong> se obti<strong>en</strong>e <strong>en</strong> el proceso <strong>de</strong><br />
fabricación <strong>de</strong> cem<strong>en</strong>to Pórtland.<br />
- Cristob<strong>al</strong>ita: Modificación <strong>de</strong>l anhídrido silícico, estable a temperatura <strong>en</strong>tre<br />
1470 y 1710 ºC.<br />
- Diatomeas: Or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> <strong>al</strong>gas unicelulares, microscópicas.<br />
- Endóg<strong>en</strong>o: Que actúa <strong>en</strong> el interior <strong>de</strong> la corteza terrestre y produce<br />
f<strong>en</strong>óm<strong>en</strong>os como vulcanismo y formación <strong>de</strong> rocas <strong>de</strong>s<strong>de</strong> <strong>en</strong> el interior.<br />
- Exóg<strong>en</strong>o: Rocas formadas <strong>en</strong> la corteza terrestre, <strong>en</strong> contraposición a las<br />
formadas <strong>en</strong> el interior <strong>de</strong> la tierra o <strong>en</strong>dóg<strong>en</strong>o.<br />
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- Extrusivo: Aquella roca formada por consolidación <strong>de</strong> la lava <strong>en</strong> la superficie<br />
<strong>de</strong>l terr<strong>en</strong>o <strong>de</strong>bido a su aparición por subida y s<strong>al</strong>ida <strong>en</strong> las erupciones<br />
volcánicas.<br />
- Fel<strong>de</strong>spato: Aluminiosilicato <strong>de</strong> potasio, sodio o c<strong>al</strong>sio, que forma parte <strong>de</strong><br />
muchas rocas. Se usa <strong>en</strong> la fabricación <strong>de</strong> crist<strong>al</strong>es y cerámicas.<br />
- Fluvi<strong>al</strong>: Que se refiere a los ríos.<br />
- Fumarólico: Proceso <strong>de</strong> emisión <strong>de</strong> gases a <strong>al</strong>ta temperatura a través <strong>de</strong> la<br />
fisura y grieta <strong>de</strong> una zona relacionada con un a<strong>para</strong>to volcánico.<br />
- Glaci<strong>al</strong>: Tierras y mares que están <strong>en</strong> las zonas glaci<strong>al</strong>es(período que<br />
compr<strong>en</strong><strong>de</strong> el fin<strong>al</strong> <strong>de</strong> la era terciaria, durante el cu<strong>al</strong> se manifiesta un gradu<strong>al</strong><br />
<strong>en</strong>friami<strong>en</strong>to <strong>de</strong>l clima).<br />
- Lábil: Compuesto que se caracteriza por ser poco estable.<br />
- Liparita: Variedad <strong>de</strong> roca eruptiva <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> volcánico, cuyos pr<strong>al</strong>es.<br />
compon<strong>en</strong>tes son el cuarzo y la ortoclasa.<br />
- Litificación: Proceso <strong>de</strong> transformación <strong>de</strong> un sedim<strong>en</strong>to <strong>en</strong> una roca<br />
sedim<strong>en</strong>taria dura y compacta.<br />
- Lixiviación: Operación mediante la cu<strong>al</strong>, haci<strong>en</strong>do que un líquido atraviese<br />
una sustancia pulverizada, se logra extraer <strong>de</strong> ésta todos los principios que<br />
sean solubles <strong>en</strong> dicho líquido.<br />
- Magma: Masa <strong>de</strong> miner<strong>al</strong>es fundidos (silicatos y miner<strong>al</strong>es ferromagnésicos) y<br />
<strong>de</strong> gases disueltos (dióxido <strong>de</strong> carbono, hidróg<strong>en</strong>o flúor, ácido clorhídrico,<br />
etc..) que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> el interior <strong>de</strong> la corteza terrestre, y que asci<strong>en</strong><strong>de</strong><br />
hacia la capa superior dando lugar a f<strong>en</strong>óm<strong>en</strong>os volcánicos cuando las<br />
condiciones tectónicas son las a<strong>de</strong>cuadas.<br />
- Miner<strong>al</strong>: Se <strong>en</strong>ti<strong>en</strong><strong>de</strong> por miner<strong>al</strong> toda sustancia inorgánica <strong>de</strong><br />
composición química <strong>de</strong>finida que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> la superficie o <strong>en</strong><br />
las capas mas o m<strong>en</strong>os profunda <strong>de</strong> la corteza terrestre.<br />
- Montmorillonita: Miner<strong>al</strong> <strong>de</strong> silicato <strong>de</strong> <strong>al</strong>uminio, sodio y magnesio, <strong>de</strong>l grupo<br />
<strong>de</strong> las arcilla, blanquecino, untuoso y <strong>de</strong> aspecto terroso.<br />
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- Obsidiana: Roca volcánica <strong>de</strong> estructura tot<strong>al</strong>m<strong>en</strong>te vítrea (sin elem<strong>en</strong>tos<br />
crist<strong>al</strong>inos), <strong>de</strong> color negro lustroso, con reflejos metálicos.<br />
- Óp<strong>al</strong>o: Óxido silícico hidratado, amorfo o microcrist<strong>al</strong>ino; incoloro, blanco o<br />
con muy diversas coloraciones.<br />
- Piroclástico: Producto magmático proyectado <strong>en</strong> fragm<strong>en</strong>tos bajo la acción<br />
explosiva <strong>de</strong> los gases. Estos fragm<strong>en</strong>tos rocosos son <strong>de</strong> todos tamaños,<br />
incluido c<strong>en</strong>izas volcánicas lanzadas <strong>al</strong> aire por el volcán durante la erupción.<br />
- Pumicitas: Depósito <strong>de</strong> c<strong>en</strong>izas volcánicas que sirv<strong>en</strong> <strong>para</strong> la fabricación <strong>de</strong><br />
morteros y cem<strong>en</strong>tos. También se utiliza <strong>en</strong> la pre<strong>para</strong>ción <strong>de</strong> estabilizadores<br />
<strong>para</strong> caminos.<br />
- Puzolana: Nombre it<strong>al</strong>iano <strong>de</strong> la pumicita. Vi<strong>en</strong>e <strong>de</strong>l pueblo <strong>de</strong> Puzzuoli, cerca<br />
<strong>de</strong> Nápoles.<br />
- Radiolarios: Clase <strong>de</strong> protozoos marinos, cuyos esqueletos forman un <strong>en</strong>caje<br />
<strong>de</strong> complicada simetría radi<strong>al</strong>.<br />
- Roca: Es toda formación <strong>de</strong> orig<strong>en</strong> natur<strong>al</strong> y carácter inorgánico que<br />
no pue<strong>de</strong> atribuirse a una sola especie miner<strong>al</strong>, sino que constituye<br />
aglomerados o conglomerados <strong>de</strong> individuos miner<strong>al</strong>es distintos.<br />
- Sinterización: Proceso que consiste <strong>en</strong> soldar o conglomerar met<strong>al</strong>es<br />
pulverul<strong>en</strong>tos sin <strong>al</strong>canzar la temperatura <strong>de</strong> fusión.<br />
- Toba: Roca c<strong>al</strong>cárea constituida por carbonato <strong>de</strong> c<strong>al</strong>cio, porosa y esponjosa,<br />
formada por precipitación <strong>de</strong> las s<strong>al</strong>es cont<strong>en</strong>idas <strong>en</strong> fu<strong>en</strong>tes y ríos a causa<br />
<strong>de</strong> la evaporación. Esta roca está constituida por partículas <strong>de</strong>l tamaño <strong>de</strong> la<br />
c<strong>en</strong>iza volcánica, es poco compactada y originada por la cem<strong>en</strong>tación <strong>de</strong><br />
materi<strong>al</strong>es piroclásticos.<br />
- Trípoli: Sedim<strong>en</strong>to silíceo terroso formado por acumulación <strong>de</strong> esqueletos <strong>de</strong><br />
radiolarios. Se utiliza <strong>para</strong> pulim<strong>en</strong>tar y <strong>en</strong> la fábrica <strong>de</strong> la dinamita.<br />
- Vesubio: Volcán <strong>de</strong>l sur <strong>de</strong> It<strong>al</strong>ia ubicado a 12 Km. <strong>al</strong> oeste <strong>de</strong> Nápoles y ti<strong>en</strong>e<br />
1277 m <strong>de</strong> <strong>al</strong>tura.<br />
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ESTUDIO, CARACTERIZACION Y EVALUACION<br />
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- Vítreo: Rocas <strong>de</strong> crist<strong>al</strong>es <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>nados. Se habla <strong>de</strong> textura vítrea porque<br />
los iones se "congelan" <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>nadam<strong>en</strong>te antes <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r unirse <strong>en</strong> una<br />
estructura crist<strong>al</strong>ina or<strong>de</strong>nada.<br />
- Zeolita (o ceolita): Pert<strong>en</strong>ece a un grupo <strong>de</strong> miner<strong>al</strong>es; son silicatos<br />
<strong>al</strong>uminocálcicos o <strong>al</strong>umino<strong>al</strong>c<strong>al</strong>inos proce<strong>de</strong>nte <strong>de</strong> la <strong>de</strong>scomposición<br />
hidroterm<strong>al</strong> <strong>de</strong> los fel<strong>de</strong>spatos.<br />
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ANEXO<br />
Observación:<br />
Los Docum<strong>en</strong>tos Anexos se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> la carpeta adjunta a este archivo.<br />
Aquí se <strong>en</strong>trega una tabla resum<strong>en</strong> con los v<strong>al</strong>ores ocupados <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la fabricación <strong>de</strong><br />
la placas, hasta las mediciones <strong>de</strong> distintos <strong>en</strong>sayos a los que fueron sometidas.<br />
A<strong>de</strong>más los se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran los registros <strong>de</strong> mediciones <strong>de</strong> conductivida<strong>de</strong>s térmicas y<br />
v<strong>al</strong>ores <strong>de</strong> Resist<strong>en</strong>cia a la Compresión y Absorción.<br />
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