Morteros elaborados con cal hidráulica y arcillas calcinadas. Análisis de la captación de CO2 ambiental, propiedades físicoquímicas, mecánicas y biológicas.

LUISINA ARISTARÁN; CECILIA I. PAULO; CAROLINA IRAPORDA; ALEJANDRA TIRONI

Bahía Blanca

Jornada; 3° jornada de jóvenes investigadores en tecnología del hormigón y el cemento (JJI-TFCH-2023)); 2023

: Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón y Universidad Nación del Sur

El uso de morteros de cal hidráulica y materiales puzolánicos para la construcción de edificios data de la antigua Roma. En la actualidad, este tipo de morteros se pueden identificar en estructuras históricas correspondientes al siglo XIX y principios del siglo XX [1]. Durante el proceso de producción de cal hidráulica se generan emisiones de CO2 debido a la descarbonatación de la calcita (CaCO3) en la etapa de calcinación (1000°C – 1250°C), en la energía requerida para este proceso y en la molienda. Las emisiones provenientes de la calcinación constituyen un 70% de las emisiones totales de CO2 asociadas a la producción de cal y no pueden ser modificadas [2]. En la actualidad, la industria de la construcción busca disminuir el impacto al medio ambiente invirtiendo en materiales y tecnologías que tengan menor huella de carbono, con el objetivo de contribuir a la mitigación de emisiones de CO2. Por este motivo es de interés analizar las propiedades de materiales de construcción con menores emisiones asociadas, considerando el CO2 emitido durante su producción y el capturado al ser puesto en servicio. Los materiales puzolánicos son compuestos silicoaluminosos que no poseen propiedades cementicias, ni actividad hidráulica por sí solos. Sin embargo, participan de la reacción puzolánica (Ec. 1) combinándose con el Ca(OH)2, a temperatura ambiente y en presencia de agua, formando compuestos permanentemente insolubles y estables que se comportan como conglomerantes hidráulicos. Las puzolanas pueden obtenerse a partir de la activación térmica de arcillas. La temperatura de este proceso varía según el mineral arcilloso presente: para el caso de la caolinita, la deshidroxilación y formación de fase amorfa reactiva se produce entre los 500 y 800°C, mientras que para la illita se necesita una temperatura mayor, aproximadamente 950°C [3].Ambas temperaturas son inferiores a la de producción de cal hidráulica (~1100 °C), lo que implica un menor consumo de energía y, además, no se libera CO2 durante el proceso de activación térmica, es por esto que el reemplazo parcial de cal hidráulica por arcillas calcinadas, contribuye a disminuir las emisiones de CO2. Sin embargo, este reemplazo también afecta la captación del CO2 ambiental. Esta captura puede aumentar, mantenerse o disminuir debido a la competencia del uso de Ca(OH)2 como reactivo en la reacción puzolánica (Ec. 1) [4] o en el proceso de carbonatación (Ec. 2) [5].6 Ca(OH)2 + Al2O3.2SiO2 + 9 H2O --> Ca4Al2(OH)14.6H2O + 2 (CaO.SiO2.H2O) (1)Ca(OH)2 + CO2 + n H2O --> CaCO3 + (n+1) H2O (2)El objetivo del presente trabajo es evaluar cómo se modifican las propiedades fisicoquímicas (carbonatación, coeficiente de difusión de vapor de agua), mecánicas (resistencia a compresión) y biológicas (crecimiento fúngico) en morteros de cal hidráulica, cuando se utilizan reemplazos de hasta un 50% por arcillas calcinadas, a los 120 días de edad. Se determinará cómo influye el tipo de arcilla calcinada y el porcentaje de reemplazo en el desempeño del material y en la captación de CO2 ambiental.