Characterization of sugar cane bagasse ash as supplementary material for Portland cement

Caracterización de ceniza de bagazo de la caña de azúcar; como material suplementario del cemento portland

El bagazo de caña es un subproducto de la agroindustria azucarera; el cual es utilizado particularmente como combustible. Sin embargo, la ceniza de bagazo (CBA) ha sido considerada como un residuo que causa problemas de disposición. Por lo tanto, si el bagazo de caña, fuera quemado bajo condiciones controladas, la CBA tendría un potencial para su re utilización. Este artículo considera la viabilidad técnica para el uso de la CBA como reemplazo parcial del cemento Portland; en los ensayos se caracterizaron dos muestras de CBA de una industria azucarera colombiana, en los cuales la composición química presentó altos porcentajes de sílice en un 76.3% y 63.2%. Las características mineralógicas y morfológicas fueron determinadas por las técnicas de difracción de rayos X (DRX), análisis térmico (TG/ATD) y microscopía electrónica de barrido (MEB). La actividad puzolánica de la SCBA fue evaluada utilizando el ensayo de Frattini y el índice de actividad por resistencia mecánica (IAR). La norma ASTM C618 define un índice IAR de al menos el 75% para clasificar un material como una puzolana; esta condición fue alcanzada en estos ensayos. Los resultados indican que la CBA puede ser reciclada como un material puzolánico en la fabricación de cementos comerciales así, dicho material suplementario puede reemplazar parcialmente el cemento y por lo tanto reducir las emisiones de CO₂.

Introducción

En cualquier proceso llevado a cabo por las industrias comerciales deben tenerse en cuenta los principios de conservación y uso de los recursos naturales. Por ello, es necesario plantear un nuevo enfoque de los materiales y procesos productivos que se base en la reducción de la extracción de recursos naturales y de los residuos generados. "La industria del cemento es una industria clave para el desarrollo sostenible de cualquier país, puede considerarse la columna vertebral del desarrollo" (ElHaggar, 2007). Con el aumento de las actividades industriales en todo el mundo, es imperativo buscar materiales que puedan sustituir algunos de los componentes actuales del cemento comercial, por otros que tengan una composición química similar y que puedan reducir los costos de producción sin afectar la calidad del concreto (Chusilp et al., 2009a).

Una alternativa importante encontrada en las investigaciones sobre este tema, es el uso de un subproducto agroindustrial de la industria azucarera, la ceniza de bagazo de caña de azúcar (SCBA), como aditivo mineral para el cemento. Como parte del proceso productivo de la industria azucarera, los tallos de la caña de azúcar se muelen para extraer el jugo, el residuo fibroso restante, llamado bagazo, es uno de los productos más valiosos de la industria azucarera ya que su valor calorífico neto es de unos 8000 kJ/kg (Batra et al., 2008).