Geología, caracterización y aplicaciones de las rocas zeolíticas del complejo volcánico de Cabo de Gata (Almería)

Abstract

El presente libro tiene la finalidad de caracterizar las rocas zeolíticas que afloran en el yacimiento San José-Los Escullos y sus alrededores, en la zona de Cabo de Gata, Almería, dentro del complejo volcánico del Sureste de España, y determinar sus posibles aplicaciones en la fabricación de morteros y cementos puzolánicos.

Los hitos seguidos para el desarrollo de los temas que conforman esta investigación, parten de un reconocimiento geológico del área donde yacen estos materiales, con el correspondiente estudio de una población de muestras representativas de los afloramientos naturales y de los frentes de explotación.

Seguidamente, se ha procedido a la caracterización de las muestras por los métodos tradicionales empleados en el estudio de las zeolitas, entre los que mencionamos la difracción de rayos x (DRX), agregados orientados (AO), fluorescencia de rayos x (FRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), estudio petrográfico de sección delgada, análisis térmico-diferencial y térmico-gravitacional, entre otros.

Una vez obtenidos los resultados de la caracterización, se estudiaron las capacidades de estos materiales como agregados activos para el clínker de cementos y morteros puzolánicos, mediante estudios de reactividad puzolánica por los métodos químico de puzolanicidad para cementos puzolánicos (norma UNE-EN 196-5:2006) y por conductimetría eléctrica (norma cubana CTDMC). En la determinación de las propiedades puzolánicas por el método conductimétrico se emplearon también zeolitas procedentes de Cuba, Ecuador y Brasil, estableciéndose una comparación de los comportamientos de estos materiales bajo condiciones similares de ensayo.

Posteriormente, y de acuerdo a los valores que confirmaron las propiedades puzolánicas, se determinaron las capacidades físicas y mecánicas de estos materiales a través de la elaboración de morteros y ensayos de las probetas con diferentes proporciones de cemento-zeolita natural (70-75% cemento de referencia / 25-30% zeolita natural) a diferentes edades (2, 7, 28 y 90 días).

Se ha estudiado también la idoneidad de estos materiales, como adición a los cementos y morteros puzolánicos, con el empleo del método del índice de keil modificado (I.K.M.), ampliamente utilizado en industrias cementeras de gran prestigio, como Holcim España, S.A., mediante el cual se gestiona y controla el nivel de calidad de las puzolanas naturales en las mezclas con el cemento pórtland.

Para verificar la calidad del fraguado y los mecanismos de incremento de las resistencias mecánicas, se han llevado a cabo estudios adicionales de microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos x y fluorescencia de rayos x en las probetas de morteros ensayadas a las edades mencionadas, determinando los productos de formación estables en la interfase cemento-puzolana y la influencia de la zeolita natural en esta mezcla.

En la ampliación del grado de aplicación de la zeolita procedente del yacimiento San José-Los Escullos, se fabricaron morteros puzolánicos en los que se añadió árido reciclado, procedente de demoliciones urbanas, a la mezcla de cemento-árido natural-zeolita, siendo ensayados a 4 edades diferentes (2, 7, 28 y 90 días) con el empleo de normas españolas y extranjeras.

Por último, se ha determinado la calidad de la zeolita de Cabo de Gata, mediante el estudio de las propiedades que debe cumplir para ser aceptada como agregado natural activo del clínker pórtland con adiciones y clínker pórtland puzolánico, resistentes a los sulfatos y al agua de mar.