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Gustavo A. Badilla Vargas Tania Ávila Esquivel Jorge Salazar Delgado Luis Guillermo Loría Salazar

CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE MATERIALES DE ORIGEN CALIZO PARA SU USO EN ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS DE COSTA RICA. Gustavo A. Badilla Vargas Tania Ávila Esquivel Jorge Salazar Delgado Luis Guillermo Loría Salazar Alejandro Navas Carro.

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Gustavo A. Badilla Vargas Tania Ávila Esquivel Jorge Salazar Delgado Luis Guillermo Loría Salazar

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  1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE MATERIALES DE ORIGEN CALIZO PARA SU USO EN ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS DE COSTA RICA Gustavo A. Badilla Vargas Tania Ávila Esquivel Jorge Salazar Delgado Luis Guillermo Loría Salazar Alejandro Navas Carro

  2. A infraestrutura rodoviária é um meio para melhorar a qualidade de vida

  3. ¿Quées el LanammeUCR? LanammeUCR es un laboratorio de la Universidad de Costa Rica dedicado a: • Investigación aplicada • Docencia • Transferencia tecnológica • Cooperación técnica • Primer laboratorio del ramo ACREDITADO ISO 17025 – 2002 en la región latinoamericana • 80 ensayos acreditados

  4. Áreas de Especialidad • Ingeniería Sísmica y Gestión del Riesgo. • Ingeniería de Suelos y Rocas (Geotecnia). • Ingeniería Estructural. • Ingeniería de Materiales de Construcción. • Ingeniería Vial (Programa PITRA – Ley 8114 y 8603). • LEY 7099: Laboratorio nacional de referencia • LEY 8603: Garantizarla máxima Eficiencia de Inversión Pública en Reconstrucción y • Conservación de la Red Vial Costarricense • LEY 8114: Fiscalización, investigación, transferencia de Tecnología, apoyo a municipios, • evaluación de redes viales y puente especificación vial • costarricense 1.0% Impuesto al combustible

  5. Objetivo General • Analizar las propiedades físico-químicas de materiales de origen calizo (ubicación geográfica, la génesis y la composición mineralógica) y su influencia en el proceso de producción de cal para su aplicación como agente estabilizador.

  6. Formaciones calizas

  7. Generalidades Las calizas son rocas sedimentarias compuestas en su mayoría por calcita CaCO3. Generalmente es de color blanco en diferentes grados de intensidad, dependiendo de su pureza química

  8. Generalidades Existen 3 factores esenciales en la cinética de la descomposición:   • La piedra debe ser calentada hasta la temperatura de disociación de los carbonatos. • Esta temperatura mínima debe tener un período de duración. • El gas de dióxido de carbono (CO2) que se desprende debe ser removido.

  9. Proceso de Calcinación Artesanal Nivel del Suelo Bóveda Trasquiles Encañaderas Calzos Repisa o aparador Caldera Reblo: piedraspequeñas, paraguardarcalor Cuño: piedraquecierra la bóveda Brazas

  10. Proceso de Calcinación Artesanal

  11. El uso de métodos analíticos Ofrecen la posibilidad de trabajar con muestras de unos pocos miligramos y un tiempo de análisis de unas pocas horas, hasta simular el proceso industrial. Permiten establecer parámetros para: • Los materiales a calcinar • Los instrumentos • Condiciones del proceso

  12. Análisis termogravimétricos (TGA) Se tomaron 2 piedrascalizasprocedentes de dos puntosdiferentes del país: • 1212-12 FormaciónBarra Honda (Valle del Tempisque): Caliza de color blancoamarillento, con unapureza de 98.9% de CaCO3 • 1488-12 Formación San Miguel (Sur del Valle Central): Caliza de color amarillo, con unapureza entre 70-85% de CaCO3

  13. Análisis de TGA Inicio de descomposición de carbonatos (600°C) Finaliza calcinación de carbonatos (850°C)

  14. Análisis TGA ¿Cuánto debería ser el tiempo de calcinación?

  15. Análisis TGA ¿Cuáles son los efectos de aplicar una temperatura de calcinación menor?

  16. Análisis TGA Se tomaron muestras de cal viva obtenidas del proceso de calcinación durante 72 horas a las temperaturas de 850 °C y 640 °C, Las muestras fueron hidratadas o "apagadas" con agua para obtener los hidróxidos de calcio y magnesio. Se midió la evolución de la temperatura durante el apagado e hidratación de la cal viva.

  17. Análisis TGA

  18. Análisis TGA

  19. Análisis TGA Evolución de la temperatura durante el apagado o hidratación de la cal viva

  20. Análisis TGA ¿Cuáles son los efectos de aplicar una temperatura de calcinación menor? Descomposición de carbonatos de calcio Descomposición de hidróxidos de calcio y magnesio Evaporación de agua

  21. Conclusiones • Se determinó que la temperatura óptima de calcinación es de 850°C, sin embargo se observó que la reacción comienza a partir de los 600°C. • Deficiencias en el control de calidad del proceso de Horneado o Calcinación puede producir las variaciones en el comportamiento. • Es necesario implementar un método de control de la calidad en el proceso de hidratado y horneado para garantizar resultado químico final de la cal producida.

  22. Aplicaciones Antes Después

  23. Aplicaciones • La cal es una alternativa que ofrece tanto beneficios ecológicos, como económicos para la conservación de las vías de lastre del país. • La aplicación de los cambios necesarios en la producción de las caleras nacionales puede convertir a la cal como una alternativa rentable para la aplicación en las vías nacionales.

  24. ¡Muchas Gracias! http://www.lanamme.ucr.ac.cr/ gustavo.badilla@ucr.ac.cr

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