PUZOLANA -
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-Perú RESUMEN El propósito de este informe es dar una visión general de los usos de nuestro Producto: Puzolana. Las cenizas volcánicas o puzolanas naturales son materiales usados en la construcción, en la fabricación de cementos, adición en morteros y hormigones como es el caso de esta monografía. La puzolana natural empleada para esta investigación fue recolectada del yacimiento del volcán Tungurahua, ubicado en la provincia de Tungurahua del Ecuador. Este material fue sometido a un proceso de molido, quedando con una finura inferior a la del cemento. 1. CAPITULO I CARACTERISTICAS DE LOS MINERALES NO METALICOS Y ROCAS ORNAMENTALES 01.01 DEFINICION. Las puzolanas son materiales naturales o artificiales que contienen sílice y/o alúmina. No son cementosas en sí, pero cuando son molidos finamente y mezcladas con cal, la mezcla fraguará y endurecerá a temperaturas normales en presencia de apara, como el cemento. Las puzolanas pueden reemplazar de 15 a 40% del cemento portland sin reducir significativamente la resistencia del concreto. La mayoría de materiales puzolanicos descritos aquí son subproductos de procesos industriales o agrícolas, que son producidos en grandes cantidades, constituyendo un problema de desperdicio, si permanecen sin utilizar. Incluso si no hubiera otros beneficios, sólo este aspecto justificaría un incremento del empleo de estos materiales. Comparado con la producción y empleo del cemento portland, estos
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RESUMEN
El propósito de este informe es dar una visión general de los usos de nuestro
Producto: Puzolana.
Las cenizas volcánicas o puzolanas naturales son materiales usados en la construcción,
en la fabricación de cementos, adición en morteros y hormigones como es el caso de
esta monografía.
La puzolana natural empleada para esta investigación fue recolectada del yacimiento del
volcán Tungurahua, ubicado en la provincia de Tungurahua del Ecuador. Este material
fue sometido a un proceso de molido, quedando con una finura inferior a la del
cemento.
1. CAPITULO I
CARACTERISTICAS DE LOS MINERALES NO METALICOS Y ROCAS ORNAMENTALES
01.01 DEFINICION.
Las puzolanas son materiales naturales o artificiales que contienen sílice y/o alúmina.
No son cementosas en sí, pero cuando son molidos finamente y mezcladas con cal, la
mezcla fraguará y endurecerá a temperaturas normales en presencia de apara, como
el cemento.
Las puzolanas pueden reemplazar de 15 a 40% del cemento portland sin reducir
significativamente la resistencia del concreto.
La mayoría de materiales puzolanicos descritos aquí son subproductos de procesos
industriales o agrícolas, que son producidos en grandes cantidades, constituyendo un
problema de desperdicio, si permanecen sin utilizar. Incluso si no hubiera otros
beneficios, sólo este aspecto justificaría un incremento del empleo de estos
materiales. Comparado con la producción y empleo del cemento portland, estos
materiales contribuyen a ahorrar costos y energías, ayudan a reducir la contaminación
ambiental y, en la mayoría de los casos, mejoran la calidad del producto final.
01.02 ASPECTOS TECNICOS.
01.02.01 Examen Petrográfico
01.02.02 Propiedades mecánicas de los minerales no metálicos y rocas
elementales
Las puzolanas permiten reducir la expansión de los morteros y hormigones, como
también las resistencias con un tratamiento térmico a base de vapor saturado. La
siguiente tabla muestra la composición química2 de las puzolanas naturales.
01.02.03 Comportamiento a la humedad
La humedad de la puzolana puede variar desde un 3% hasta un 15% en términos
promedio dependiendo del lugar, profundidad y de las condiciones climáticas en el
momento de ser extraída. Además son de fácil molienda y se mejora esta propiedad
cuando está completamente seca.
01.02.04 Comportamiento a la acción química
Cuando a las puzolanas se las muele finamente, son más eficaces ya que más
rápidamente pueden fijar la cal del cemento portland por la sílice y alúmina que
contienen (efecto puzolánico). Esto puede ser acelerado por incremento de la
temperatura
01.02.05 Ensayos específicos
Finura de molido: A partir de medir la velocidad de sedimentación de una
muestra del cemento CP-40 en un recipiente con agua. Se aplica también una
prueba comparativa usando la sensación táctil.
Pruebas de laboratorio: Consisten en ensayos clásicos de laboratorio para
aglomerantes, que se realizan cuando se detectan problemas en los ensayos de
campo. Se emplean las metodologías aceptadas internacionalmente para la
evaluación de aglomerantes. Los ensayos recomendados son:
Finura de molido: Según las normas, midiendo el % retenido en el tamiz No.160,
o a partir de medir la superficie específica en el ensayo Blaine. El cemento CP-40
debe tener una finura igual o superior a la del cemento Portland ordinario.
Tiempos de fraguado: Según el ensayo de Vicat. Se acepta que el fraguado de
este cemento ocurre entre 4 y 24 horas.
01.03 Resistencia a compresión en morteros: Consiste en la evaluación de la resistencia
a compresión de morteros con relación árido/aglomerante= 3/1, y consistencia
fija. La resistencia se debe evaluar a los 7 días (mínimo de 2 MPa), y a los 28 días
(mínimo 4 MPa).CRITERIOS ACTUALES DE EVALUACIÓN.
01.03.01 Propiedades intrínsecas
Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la
estructura interna. Se prefiere puzolanas con composición química tal que la
presencia de los tres principales óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3) sea mayor del
70%. Se trata que la puzolana tenga una estructura amorfa.
01.03.02 Propiedades Geotécnicas
Los minerales del grupo de las esmectitas se forman y son estables en
ambientes supergénicos. Son, posiblemente, el grupo de minerales de la arcilla
más ampliamente representados en el medio exógeno. Se han encontrado
asociadas a todos los tipos de sedimentos, tanto continentales como
oceánicos. Son constituyentes esenciales de muchos suelos. Durante la
diagénesis, se transforman en inter estratificados illita/esmectita y
posteriormente en Illita o incluso clorita.
01.03.03 Técnicas de explotación
El proyecto "Extracción de puzolana y uso de biogás para su proceso de secado", en
una cantera a tajo abierto.
01.03.04 Eso significaría que el desplazamiento se haría por las comunas
mencionadas, con alto tráfico de camiones pesados; con una importante emisión
de polvo, y muy posibles efectos en la napa freática (primera capa de agua
subterránea que se encuentra al realizar una perforación y la más susceptible a la
contaminación), por la explotación de la cantera de puzolana (pumacita), insumo
para fabricar un tipo de cemento.Selección del equipamiento de explotación.
La potencia del recubrimiento a remover varía de unos yacimientos a otros,
pero, generalmente, en la mayor parte de las explotaciones son inferiores a
los 15 m.
01.03.05 Posibilidades de tratamiento
La tecnología que Industrias utiliza para la elaboración del cemento es del
Tipo vía seca con una capacidad de 1.100 toneladas métricas por día.
El proceso tiene lugar a través de siete áreas de producción: 1. Trituración, 2.
Prehomogenización, 3. Molienda de crudo, 4. Homogenización, 5.
Clinkerización, 6. Molienda de clinker o acabado, 7.
Despacho o expendio.
01.03.06 Características ambientales de exposición
Exposición a cielo abierto A veces, la bentonita de un mismo nivel
Se separa hasta en 3 calidades diferentes
Potencia inferior a 15 m. blandos y poco cohesionado fácil desmonte Dentro
de cada yacimiento
01.04 ENSAYOS DE LOS MINERALES NO METÁLICOS Y ROCAS
ORNAMENTALES
01.04.01 Descripción de la calidad de mecánica de rocas
01.04.02 Idoneidad de una determinada para un uso concreto
El uso de la diatomita tratada o no tratada es:
Extracción del ripio y limpieza del fondo del pozo
Enfriamiento de la herramienta de perforación
Control de presiones de formación y estabilización de las paredes
Mantenimiento en suspensión del ripio
Transmisión de potencia hidráulica al tricono
Soportar parte del peso de la sarta de perforación
Permitir la adición de agentes densificantes
Las bentonitas de Wyoming son las más utilizadas para la preparación
Como contenedores de aguas frescas: Estanques y lagos ornamentales,
Como contenedores de aguas residuales: Efluentes industriales (balsas).
En suelos contaminados: Cubiertas, barreras verticales.
En el sellado de pozos de aguas subterráneas contaminadas.
En depósitos de residuos radiactivos: Repositorios subterráneos, sellado
de fracturas en granitos, etc.
Creación de membranas impermeables en torno a barreras en el suelo, o como soporte
de excavaciones.
Prevención de hundimientos. En las obras, se puede evitar el desplome de paredes
lubricándolas con lechadas de bentonita.
Protección de tuberías: como lubricante y rellenando grietas.
En cementos: aumenta su capacidad de ser trabajado y su plasticidad.
En túneles: Ayuda a la estabilización y soporte en la construcción de túneles. Actúa
como lubricante (un 3-5 % de lodo de bentonita sódica mantenida a determinada presión
soporta el frente del túnel).
También es posible el transporte de los materiales excavados en el seno de fluidos
benoníticos por arrastre.
En tomas de tierra: Proporciona seguridad en el caso de rotura de cablesenterrados.
Transporte de sólidos en suspensión.etc
01.04.03 Descripción Petrográfica
Las diatomitas tienden a alterarse:
Alteración de cenizas o tobas volcánicas "in situ" La mayor parte de los
yacimientos importantes son de este tipo. En ellos la bentonita presenta una
pureza elevada, conservando, a veces, algunas de las características texturales del
material volcánico original.
Alteración hidrotermal (generalmente de rocas ígneas) Se trata de yacimientos de
bentonitas asociados a zonas de fracturación. Presentan morfologías irregulares
con cambios de composición graduales hacia las rocas encajonantes, generalmente
de carácter ígneo, encontrándose asociadas a otros minerales de origen
hidrotermal.
Alteración "deutérica" de materiales ígneos Según Grim y Güven (1978) los
procesos deutéricos son aquellos cambios que tienen lugar en una roca ígnea
inmediatamente después de su emplazamiento y como consecuencia de la
reacción de gases y vapores incluidos en la masa ígnea con otros componentes. Sin
embargo, es difícil separar estos procesos de formación de los fenómenos de
alteración hidrotermal, ya que en muchos casos ambos se encuentran
superpuestos.
La caracterización mineralógica de las esmectitas es la Difracción de Rayos-X. Las
esmectitas se caracterizan por presentar desorden de apilamiento de las láminas
según la dirección del eje c; como consecuencia, los difracto gramas de polvo se
resuelven como bandas mal definidas y escasas. La espectroscopia de infrarrojos
es otra técnica que proporciona información físico-química sobre la estructura
molecular y la naturaleza y magnitud de las fuerzas interatómicas. Los espectros
de infrarrojos aportan valiosa información sobre la configuración y conformación
local de los átomos así como sobre su forma de empaquetamiento.
02 CAPITULO II
02.01 ASPECTO GEOLOGICO - MINERO DE LOS MINERALES NO METÁLICOS -
ROCAS ORNAMENTALES
02.01.01 Cantera por regiones
Las canteras po regines son :
La bentonita para la región de Ayacucho obtenidas de distintas fuentes,
totalizan 6.325.500 toneladas métricas
OBJECTID CODIGO NOMBRE NOMBRE_CIENTIFICO NOMBRE_COMERCIAL TIPO_ROCA UBIGEO
2707 189200 Acumulación Puno Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica PUNO,SAN ROMAN,CARACOTO
2732 187576 Puquillan Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica PUNO,PUNO,PICHACANI
2733 187582 Viluyo-Pocollani Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica PUNO,PUNO,PICHACANI
2734 187575 Juncal Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica PUNO,PUNO,SAN ANTONIO
2782 187574 Islahuinto Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica PUNO,EL COLLAO,SANTA ROSA
2783 187577 Santa Rosa Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica PUNO,EL COLLAO,SANTA ROSA
2872 187431 Serpiente Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,PACHIA
2878 187573 Calientes 2 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,PACHIA
2892 187616 Alianza Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,CIUDAD NUEVA
2893 187617 Alianza 1 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,CIUDAD NUEVA
2894 187618 Alianza 2 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,ALTO DE LA ALIANZA
2895 187619 Alianza 3 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,ALTO DE LA ALIANZA
2896 187620 Alianza 4 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,ALTO DE LA ALIANZA
2897 187621 Alianza 5 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,ALTO DE LA ALIANZA
2898 187622 Blanco Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,CALANA
2899 187623 Calientes 1 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,PACHIA
2900 187624 Célica Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,CIUDAD NUEVA
2901 187625 Escudo Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,CIUDAD NUEVA
2915 188936 San Carlos de Tacna Cuatro Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,TACNA
2916 188937 San Carlos de Tacna Tres Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,TACNA
2917 188938 Tita Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,POCOLLAY
2902 187626 Puzolana n° 8 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,CIUDAD NUEVA
2989 188933 Para Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,TACNA
2990 188934 Para 100 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica TACNA,TACNA,TACNA
398 188929 Atolladero N° 2-87 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica AREQUIPA,AREQUIPA,UCHUMAYO
399 188932 Ivan I-85 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica AREQUIPA,AREQUIPA,UCHUMAYO
461 188935 Rehabilitacion N° 34 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica AREQUIPA,AREQUIPA,YURA
989 187432 Cunyac Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica CAJAMARCA,SANTA CRUZ,SEXI
990 187329 Cunyac 7 Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica CAJAMARCA,SANTA CRUZ,SEXI
196 187094 Fila Larga Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica AMAZONAS,UTCUBAMBA,BAGUA GRANDE
612 188931 Flor de Maria Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica AYACUCHO,HUAMANGA,PACAYCASA
1064 188930 Auquisa Dos Tobas, Lutitas, etc. Puzolana Metamórfica CUSCO,CANCHIS,SAN PEDRO
02.01.02 Áreas potenciales por regiones
De acuerdo a la información
consultada de la Dirección de
Energía y Minas y el INGEMMET,
se ha elaborado la Figura 3 con la
distribución de las 15 canteras de
arcillas refractarias registradas
en el país. El 67% de ellas se
encuentra en la región Junín y
20% en Cajamarca, debido a la
actividad minera que actualmente se desarrolla en esta zona (véase el mapa
en el anexo III).
03 CAPITULO III
PROCESO EN LA EXPLOTACIÓN DE LAS ROCAS ORNAMENTALES Y METODO DE
EXPLOTACION DE LOS MINERALES NO METALICOS
03.01 ACTIVIDADES PRODUCTIVAS BASICAS
FOTOGRAFÍA N°1 bentonita insitu en la región de Ayacucho FOTOGRAFÍA N°2 yacimientos de bentonita insitu en la región de Ayacucho
Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la
estructura interna. Se prefiere puzolanas con composición química tal que la
presencia de los tres principales óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3) sea mayor del 70%.
Se trata que la puzolana tenga una estructura amorfa.
En el caso de las puzolanas obtenidas como desechos de la agricultura (Cenizas
de la Caña de Azúcar y el Arroz), la forma más viable de mejorar sus propiedades
es realizar una quema controlada en incineradores rústicos, donde se controla la
temperatura de combustión, y el tiempo de residencia del material.
Si la temperatura de combustión está en el rango entre 400-760 ºC, hay garantía
de que la sílice se forma en fases amorfas, de mucha reactividad. Para
temperaturas superiores comienzan a formarse fases cristalinas de sílice, poco
reactivas a temperatura ambiente.
03.02 TRANSFORMACION
El cemento puzolánico tipo CP 40 se produce a partir de mezclar íntimamente y
moler en un molino de bolas hasta fino polvo una mezcla de hidrato de cal y
puzolana, con una proporción promedio de 70% de puzolana y 30% de cal. El
material producido requiere tener una finura similar a la del
03.03 COMPROMISO DE RESPETO AL MEDIO AMBIENTE
E l Impacto medioambiental que provocará el 'Proyecto Puzolana' alto tráfico
de camiones pesados; con una importante emisión de polvo, y muy posibles
efectos en la napa freática (primera capa de agua subterránea que se encuentra
al realizar una perforación y la más susceptible a la contaminación), por la
explotación de la cantera de puzolana (pumacita), insumo para fabricar un tipo
de cemento.
04 CAPITULO VI
MERCADO DE LOS MINERALES NO METÁLICOS Y ROCAS ORNAMENTALES
04.01 PANORAMA MUNDIAL
Los principales productores son Estados Unidos, China y la Unión Europea. El
talco, se encuentra normalmente en muchas minas arriba y abajo de las
montañas apalaches y en California y Tejas, los E.E.U.U.;
Alemania; Florencia, Italia; El Tyrol, Austria; Transvaal, Sudáfrica y
Shetland, Escocia.
04.02 PANORAMA NACIONAL
En Arequipa: en la zona de Zamacola y Uchumayo color: amarillento, gris claro,
gris oscuro, roja violeta, roja.
En Ayacucho, Huamanga: Pacaicasa color rosado
04.03 OFERTAS DE LOS MINERALES NO METÁLICOS Y DE ROCAS
ORNAMENTALES
04.03.01 Producción Mundial
En Chile, específicamente en la región metropolitana, lo que es actualmente
las comunas de Lampa y Pudahuel están situadas sobre un gran manto
puzolánico que se extiende hasta la costa misma con interrupciones breves.
Algunas empresas explotan este manto para obtener materia prima para
diversos usos, en especial para la industria del abrasivo. El origen de este
material en un comienzo se atribuyó a la presencia de los volcanes Tupungato
y San José, pero dada la extensión y distribución del material se ha atribuido
actualmente al extinto volcán Diamante ubicado en la frontera con Argentina
a la misma latitud que Santiago
04.04 RESERVAS
04.05 PRODUCCIÓN
04.06 PRINCIPALES EMPRESAS EXTRACTORAS
04.07 MERCADO NACIONAL
04.07.01 Consumo aparente de rocas ornamentales y minerales no metálicos
04.07.02 Principales empresas dedicadas al procesamiento industrial
04.08 COMERCIALIZACIÓN
04.08.01 Grado de elaboración. Tipo de producto y usos
Filtro natural de líquidos por su elevada porosidad.
Sustrato inerte y aireante para cultivos hidropónicos.
Fabricación de Hormigones de baja densidad (como ya se ha señalado en el caso del
Panteón de Roma).
Drenaje natural en campos de fútbol e instalaciones deportivas.
Absorbente (en el caso del agua del 20 al 30 % del peso de árido seco) y preparación
de tierras volcánicas olorosas.
Aislante Térmico (0,21 Kcal / Hm2 C)
Arqueología. Protector de restos arqueológicos de baja densidad para conservación
de restos (por construcción sobre ellos o con carácter temporal).
Jardinería. En numerosas rotondas, jardines. Sustituto eficaz del césped en zona con
carencia de agua de riego.
Abrasivo. Usado como ingrediente en algunos detergentes abrasivosl
04.08.02 Principales usos
Los más importantes son:
El cemento puzolánico se produce a partir de mezclar íntimamente y moler en un
molino de bolas hasta fino polvo una mezcla de hidrato de cal y puzolana, con una
proporción promedio de 70% de puzolana y 30% de cal. El material producido
requiere tener una finura similar a la del cemento Portland ordinario (250-300
kg/m^2 ensayo Blaine)
04.08.03 Principales características para la comercialización
La principal característica es que proporcionan un contenido de carbonato
tricíclico (CO3Ca) de aproximadamente 76% de caliza. Esta mezcla se
homogeniza y se somete a temperaturas de 1500ºC para obtener un nuevo
material de propiedades físicas, químicas y mecánicas llamado clinker. Este
clinker se muele con el 4% de yeso y de un 12 a un 15% de puzolana hasta
alcanzar una superficie específica∗ que oscila entre 3900 y 4200
04.08.04 Principales productos comerciales
USOS DE ALTO VALOR AGREGADO
ARENA SANITARIA PARA MASCOTAS (KITTY LITTER, CAT LITTER)
Se consume y se vende como suplemento alimenticio natural por sus
propiedades Antibacterianas, siendo usado como remedio por muchas
medicinas tradicionales o vernáculas.
GEL MEJORADOR DE SUELOS PARA PUESTA A TIERRA
El Gel es un material para mejorar la conductividad del terreno, tiene un amplio
campo de aplicación debido a sus características técnicas excepcionales, también
como su bajo costo, facilidad y rapidez de aplicación.
ELECTRA
Bentonita cálcica activada - en polvo
GRANULA
Bentonita cálcica activada - forma granulada
OPTIBENT
Bentonita especialmente formulada por su
pequeña tasa de lías
MIRACOL
Bentonita fuertemente activada - en polvo
Para las desproteínizaciones difíciles
CALCICA
Bentonita cálcica natural - en polvo
EFFICOL
Formulación específica para la elaboración de vinos espumosos
BENTOGEL
Bentonita – Gelatina
