Resumen de Cemento adicionado con un residuo del proceso de craqueo catalítico (FCC): hidratación y microestructura

Silvia Izquierdo, Jherson E. Díaz, Ruby Mejía de Gutiérrez, Janneth Torres Agredo

• español

  El presente trabajo estudia el efecto de la incorporación de un residuo procedente de la industria petroquímica denominado catalizador gastado del craqueo catalítico (FCC) en la hidratación y microestructura de pastas cementicias. Se utilizan como materiales de referencia, además del cemento portland (OPC), dos tipos de adición de alto desempeño, metacaolín (MK) y humo de sílice (HS). La caracterización de los productos de hidratación se realizó por medio de difracción de rayos X (DRX), análisis termogravimétrico (TG), microscopia electrónica de barrido (SEM) y resonancia magnética nuclear (NMR). Se complementa este estudio con la evaluación de la resistencia mecánica a compresión de morteros a edad hasta de 90 días. Los resultados indican que los principales productos de hidratación en las pastas adicionadas con FCC son silicato cálcico hidratado (CSH), aluminatos cálcicos hidratados (CAH) y silicoaluminatos cálcicos hidratados (CASH). Pastas con 10% de FCC reportan un consumo de cal del 61% a edad de 360 días de curado, valor muy superior al reportado por las adiciones de MK y HS en la misma proporción, esto indica una mayor reactividad del FCC, que incluso se manifiesta a edades tempranas. Cabe anotar que, considerando el factor de dilución, la incorporación de un 10% de FCC como reemplazo del cemento contribuye a la resistencia del material adicionado en órdenes de hasta un 30%. Esto es un indicativo del uso potencial de este residuo como material suplementario en mezclas cementicias.

• English

  The effect of the incorporation of a petrochemical industry waste, named spent fluid catalytic cracking (FCC) in the hydration process and microstructure of cement paste, was studied. Portland cement (OPC) pastes, with and without addition of meta-kaolin (MK) and silica fume (SF), were used as reference materials. The characterization of the type of hydration products was performed by using X-ray diffraction (XRD), thermo-gravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM) and nuclear magnetic resonance (NMR). This study is complemented with the evaluation of compressive strength of blended cement mortars up to 90 days of curing. The main products of hydration in cement pastes, added with FCC, were calcium silicate hydrate (CSH); calcium aluminate hydrates (CAH) and hydrated calcium alumino-silicates (CASH). The addition of 10% of FCC reports lime consumption from 61% to 360 days of curing; this value is higher than the ones reported by the additions of MK and HS in the same percentage of addition. This indicates a higher reactivity of the FCC, which is manifested even at early ages. It should be noted that, considering the dilution factor, the addition of 10% FCC as cement replacement contributes to the strength of the blended material in the order up to an additional 30%. This is indicative of the potential use of this waste as supplementary material in cementitious mixtures.