Estudio de la actividad puzolánica de Lapilli volcánica del Huaynaputina para su uso en cementos ecoeficientes

Abstract

La investigación de tesis se centra en la determinación del índice de actividad puzolánica de lapilli volcánica y la optimización de un cemento ecoeficiente mediante la sustitución parcial de cemento por lapilli. Las muestras se obtuvieron de la región de Puquina, en Moquegua, donde se encuentra lapilli volcánica del volcán Huaynaputina. La metodología se dividió en varias etapas. Las muestras se acondicionaron, se sometieron a diferentes procesos de molienda y se caracterizaron mediante pruebas físico-químicas, como granulometría, peso específico, DRX, FRX, EDS y DSC-TGA. Los resultados de FRX y EDS indicaron que las muestras cumplen con los requisitos de contenido mínimo de SiO2, Al2O3 y Fe2O3, superando el 70% estimado en la norma ASTM C-618. Se estimó la actividad puzolánica a través de dos métodos: uno mecánico y otro termogravimétrico. En el primer caso, las muestras superaron el 75% de índice de actividad puzolánica, cumpliendo con los estándares de la norma ASTM C-618. En el segundo caso, se logró demostrar que la adición de lapilli en el matriz cementante logra descomponer significantemente el hidróxido calcio siendo esta reacción un indicador de reactividad puzolánica. Se llevaron a cabo pruebas de optimización de mezclas de cementos adicionados con diferentes porcentajes de lapilli. Los resultados mostraron que las muestras con un tratamiento de molienda específico obtuvieron resistencias a la compresión satisfactorias a 7 y 28 días, superando los valores mínimos establecidos por la norma ASTM C-150. Así mismo, se aplicó el método Taguchi para identificar las variables más influyentes en la resistencia a la compresión. Los resultados sugieren que un reemplazo del 20% de cemento por lapilli y una molienda de 20 minutos a 550 RPM son óptimos para la producción de cemento ecoeficiente. En conclusión, los hallazgos de esta investigación respaldan la hipótesis inicial y demuestran que la lapilli volcánica de Huaynaputina posee una alta reactividad puzolánica. Además, la molienda influye directamente en esta reactividad, y se identifican condiciones óptimas para la producción de cemento ecoeficiente con lapilli volcánica. Estos resultados tienen el potencial de contribuir a la producción sostenible de cemento y la utilización de recursos locales, lo que es relevante desde una perspectiva ambiental y económica.