Characterization, thermal and ceramic properties of clays from Alhabia (Almería, Spain)
En este trabajo se han investigado arcillas procedentes de Alhabia (Almería, España) utilizando varias técnicas analíticas: difracción de rayos X (XRD), fluorescencia de rayos X (XRF), análisis térmico (termogravimetría, TG, y su primera derivada, DTG), microscopía electrónica de barrido (SEM) y esp...
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| Tipo de recurso: | artículo |
| Estado: | Versión borrador |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Jaén |
| Repositorio: | RUJA. Repositorio Institucional de la Producción Científica de la Universidad de Jaén |
| OAI Identifier: | oai:ruja.ujaen.es:10953/7414 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/10953/7414 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Chlorite-Illite clays Calcitic clays Firing Ceramics Brickclays Ceramic tiles 620.22 |
| Sumario: | En este trabajo se han investigado arcillas procedentes de Alhabia (Almería, España) utilizando varias técnicas analíticas: difracción de rayos X (XRD), fluorescencia de rayos X (XRF), análisis térmico (termogravimetría, TG, y su primera derivada, DTG), microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDS). Se han examinado las características de textura (granulometría) y plasticidad. Las principales propiedades cerámicas (contracción por cocción, absorción de agua, densidad aparente, porosidad abierta, resistencia a la flexión y conductividad térmica) se han determinado utilizando muestras de arcilla prensadas y cocidas. Así, se han puesto de manifiesto por primera vez las características mineralógicas, químicas, texturales y cerámicas de estas arcillas. El análisis mineralógico por XRD indicó que las muestras de arcilla están constituidas por una mezcla de clorita e illita, como principales minerales arcillosos, siendo el cuarzo y otros minerales en proporción relativa menor (calcita, yeso y hematita). Este hallazgo es importante porque las investigaciones sobre arcillas clorítico-illíticas-calcíticas son muy escasas. El análisis químico por XRF mostró que la sílice y la alúmina son predominantes, como era de esperar por la mineralogía, con contenidos medios de óxido de calcio, procedente de la calcita, y álcalis, procedentes de la illita, que son ~8 y ~5 %, respectivamente, además de óxidos de hierro y titanio (~8 %). El análisis del tamaño de las partículas mostró un 71,76 % de «fracción arcillosa» (<2 μm) y un 21,66 % de fracción limosa (2-50 μm). El índice de plasticidad (Atterberg) fue del 14,3 %, con propiedades de moldeo y extrusión aceptables. El análisis térmico por TG/DTG indicó una pérdida de peso asociada a la deshidroxilación del agua estructural de los minerales arcillosos y a la descarbonatación de la calcita por calentamiento progresivo. Tras la caracterización de las arcillas brutas, el siguiente paso fue la determinación de las propiedades cerámicas de las arcillas mezcladas y molidas después de la cocción utilizando cuerpos prensados. Para ello, se seleccionaron dos temperaturas de cocción (900 y 1100 ◦C) durante 1 h. El examen de los cuerpos cocidos resultantes indicó que se pueden obtener materiales cerámicos porosos (aproximadamente un 36 % de porosidad abierta y un 22 % de capacidad de absorción de agua) mediante la cocción a 900 ᵒC, con pequeñas variaciones en las dimensiones (<0,8 % a 1100 ◦C). La porosidad cambió a valores relativamente más bajos al cocer a 1100 ◦C (~34-35 %), lo que se asoció a la presencia de calcita descompuesta. Se observó que la densidad aparente era casi constante entre 900 y 1100 ◦C, con un valor máximo de ~1,67 g/cm3 a 1100 ◦C. La resistencia a la flexión alcanzó un valor máximo de 34,47 MPa a 1100 ◦C para la muestra molida. Por último, la conductividad térmica tras la cocción de los cuerpos de arcilla se mantuvo prácticamente constante a 900 y 1100 ◦C (0,457 y 0,479 W/mK, respectivamente). Teniendo en cuenta estos resultados, se han evaluado las principales aplicaciones de las arcillas de Alhabia. Estas arcillas pueden utilizarse para la fabricación de soportes cerámicos porosos y baldosas mediante cocción a 900 ◦C. La cocción de las arcillas a temperaturas más altas (1100 ◦C) es de gran interés para la fabricación de baldosas y ladrillos cerámicos de mayor resistencia a la flexión, con porosidad variable y dimensiones prácticamente constantes. Es importante desde el punto de vista económico, aunque los costes de procesamiento son más elevados. Por último, cabe destacar que este trabajo contribuye a un mejor conocimiento científico de las arcillas cloríticas-illíticas-calcíticas como materias primas cerámicas. |
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