{"id":23860,"date":"2019-11-26T07:28:06","date_gmt":"2019-11-26T07:28:06","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/uso-de-polvo-de-vidrio-en-entornos-industriales\/"},"modified":"2024-09-17T14:57:35","modified_gmt":"2024-09-17T12:57:35","slug":"uso-de-polvo-de-vidrio-en-entornos-industriales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/es\/uso-de-polvo-de-vidrio-en-entornos-industriales\/","title":{"rendered":"Uso de polvo de vidrio en entornos industriales"},"content":{"rendered":"\r\n

Uso de polvos de vidrio en entornos industriales: una breve descripci\u00f3n general<\/b><\/h1>\r\n

Introducci\u00f3n al vidrio y polvos de vidrio<\/h2>\r\n

Sencillamente, un polvo de vidrio (vidrio molido) es un polvo de un vaso. Pero sus propiedades no provienen principalmente del tama\u00f1o de molienda, sino de la identidad del vidrio en s\u00ed. Un vidrio es un material s\u00f3lido, no cristalino, t\u00edpicamente transparente, amorfo (lo que significa que carece de orden de largo alcance en la fase s\u00f3lida). El tipo m\u00e1s com\u00fan de vidrio es el vidrio de soda y cal, que comprende principalmente de di\u00f3xido de silicio, SiO2,<\/sub>junto con \u00f3xidos de sodio, \u00f3xido de calcio y al\u00famina. Otros componentes menores se a\u00f1aden a las propiedades de ajuste fino para hacer que la soda-cal sea adecuada para su uso como vidrio de placa o como vidrio contenedor.<\/p>\r\n

Una fuente a gran escala de vidrio molido proviene de los flujos municipales de residuos\/reciclaje. El vidrio, t\u00edpicamente las botellas, se recogen y se muelen finamente para su uso\/procesamiento posterior. La mayor\u00eda del vidrio en polvo se obtiene de vidrio usado y luego se moldea hacia abajo. Esto lo convierte en un recurso m\u00e1s rentable. Sin embargo, hay productos de vidrio molido que proceden de nuevos envases de vidrio o rechazan los envases de vidrio para aplicaciones especializadas. Se estima que m\u00e1s de 200 millones de toneladas de residuos de vidrio se env\u00edan anualmente al vertedero (1). Sin embargo, esto ha cambiado dr\u00e1sticamente en los \u00faltimos tiempos debido a muchas aplicaciones \u00fanicas que el vidrio puede cumplir.<\/p>\r\n

\"hormig\u00f3n \"losas<\/p>\r\n

Polvos de vidrio y concreto<\/h2>\r\n

El hormig\u00f3n es un material de construcci\u00f3n omnipresente, esencial en la construcci\u00f3n de carreteras, puentes y edificios. Se compone de agregado que se mezcla con un cemento, t\u00edpicamente cemento Portland, y agua. El cemento y el agua reaccionan juntos formando una matriz dura que se une a s\u00ed misma y el agregado, produciendo una sustancia similar a la piedra.<\/p>\r\n

Los aditivos se pueden incluir en la suspensi\u00f3n de hormig\u00f3n para cambiar las propiedades de la losa de hormig\u00f3n final. Los plastificantes se pueden a\u00f1adir, por ejemplo, que ralentizan el curado del hormig\u00f3n reduciendo la relaci\u00f3n agua-cemento requerida, pero mantienen su capacidad de vertido. La resistencia del hormig\u00f3n acabado es mayor con un menor contenido de agua.<\/p>\r\n

Otra clase de compuestos com\u00fanmente utilizados como aditivos de hormig\u00f3n son pozzolans – un grupo de sil\u00edceos y \/ o aluminosos que pueden reaccionar en el agua con hidr\u00f3xido de calcio (presente en el cemento) para producir un material con propiedades similares al hormig\u00f3n. La inclusi\u00f3n de pozzolans en la mezcla de hormig\u00f3n tiene numerosos beneficios; pozzolans pueden ser m\u00e1s baratos que el cemento Portland y por lo tanto reducir la carga financiera general en la fabricaci\u00f3n, pueden aumentar la durabilidad y la longevidad del hormig\u00f3n terminado, y su inclusi\u00f3n a expensas de parte del cemento Portland reduce el carga ambiental asociada con la producci\u00f3n de cemento Portland en primera instancia. Cabe se\u00f1alar, sin embargo, que los pozzolans no pueden reemplazar todo el cemento Portland en una mezcla de hormig\u00f3n debido a la necesidad de hidr\u00f3xido de calcio. Adem\u00e1s, algunos pozzolans pueden ofrecer el hormig\u00f3n terminado otras propiedades tales como resistencia general, y mayor resistencia a los compuestos da\u00f1inos. El vidrio de soda molida y cal, como silicato, se puede utilizar como pozzolan.<\/p>\r\n

\"hormig\u00f3n<\/p>\r\n

Por qu\u00e9 vidrio esmerilado?<\/h2>\r\n

La investigaci\u00f3n sobre la incorporaci\u00f3n del vidrio molido data de d\u00e9cadas atr\u00e1s, aunque la mayor\u00eda de los ejemplos relevantes son bastante recientes, impulsados por el creciente deseo de disminuir los costos y aumentar la estabilidad ambiental(2). Estudios contempor\u00e1neos han demostrado que la inclusi\u00f3n de vidrio residual con un tama\u00f1o de molienda de menos de 10 micras se puede a\u00f1adir al hormig\u00f3n sin causar ning\u00fan perjuicio a la resistencia o durabilidad(3). Un estudio de 2006 examin\u00f3 el rendimiento de las mezclas de tama\u00f1os de molienda (polvo\/10 micras, molienda fina\/0,15-0,3 mm y molienda gruesa\/0,6-2,36 mm) en una mezcla de cemento de 40 MPa. Los autores informaron de un buen rendimiento con todas las mezclas alcanzando o superando el umbral de resistencia de 40 MPa dentro de 404 d\u00edas(4). Se\u00f1alan que la resistencia y durabilidad del hormig\u00f3n resultante aumentaron en algunos casos a 55 MPa a pesar de la reducci\u00f3n general en el contenido de cemento en 30 – atribuyendo esto a una poderosa reacci\u00f3n pozzol\u00e1nica entre el vidrio molido y el cemento.<\/p>\r\n

\"ladrillos \"losas<\/p>\r\n

Utilizando vidrio de cal de soda molido para reemplazar parte del cemento y el agregado en una mezcla, no se observan propiedades perjudiciales en la producci\u00f3n de hormig\u00f3n autonivelante(5), aunque el autor not\u00f3 que se requer\u00eda un cambio moderado en la relaci\u00f3n agua-polvo en la aplicaci\u00f3n de autonivelaci\u00f3n, con una incorporaci\u00f3n global de hasta 104 kg\/m3<\/sup> de vidrio molido.<\/p>\r\n

Otros estudios han puesto de relieve el 30 \u00abpunto dulce\u00bb de la inclusi\u00f3n del vidrio molido en las mezclas de hormig\u00f3n. En comparaci\u00f3n con el hormig\u00f3n hecho con cenizas volantes, el hormig\u00f3n que contiene vidrio molido ten\u00eda propiedades de resistencia a largo plazo comparables; en comparaci\u00f3n con el hormig\u00f3n hecho con pozzolans naturales, era m\u00e1s fuerte. Adem\u00e1s, no se observ\u00f3 degradaci\u00f3n despu\u00e9s de siete a\u00f1os sumergido en agua, y se mejor\u00f3 la resistencia al ataque de cloruro y sulfato en relaci\u00f3n con las cenizas volantes y los pozzolans naturales(6).<\/p>\r\n

Consideraciones sobre el uso de vidrio esmerilado en concreto<\/h2>\r\n

En general, los beneficios de utilizar el vidrio molido como aditivo en hormig\u00f3n superan con creces los inconvenientes. Se ha informado que la actividad pozzol\u00e1nica general del vidrio molido est\u00e1 relacionada con el grado de hidrataci\u00f3n del polvo de vidrio, por lo tanto depende de su superficie. En general, es preferible un tama\u00f1o de molienda m\u00e1s fino para lograr un reemplazo \u00f3ptimo del cemento(7). La principal limitaci\u00f3n al uso de vidrio molido en la fabricaci\u00f3n de hormig\u00f3n es la reacci\u00f3n alcalino-s\u00edlice, que es cuando los iones hidroxilo en el cemento que pueden reaccionar con la s\u00edlice del vidrio en presencia de agua(8). El efecto neto de esta reacci\u00f3n es la producci\u00f3n de un gel,\u00abin situ\u00bb <\/em>que absorbe el agua, luego se hincha, causando agrietamiento en el hormig\u00f3n. La mitigaci\u00f3n se realiza mediante el uso de tama\u00f1os de molienda adecuados de vidrio(9), el sellado del hormig\u00f3n a medida que se cura para eliminar el agua atmosf\u00e9rica y para utilizar peque\u00f1as cantidades de pozzolans otros\/naturales o cenizas volantes(10). Se observa que la reacci\u00f3n \u00e1lcali-s\u00edlice tambi\u00e9n se puede ver en hormig\u00f3n convencional(11).<\/p>\r\n

\"hormig\u00f3n<\/p>\r\n

Esmaltes<\/h2>\r\n

Los esmaltes cer\u00e1micos son un uso com\u00fan de compuestos de tipo s\u00edlice. Un esmalte consiste en un pl\u00e1stico, un no pl\u00e1stico y aditivos. De los no pl\u00e1sticos, estos son principalmente \u00f3xidos, junto con pigmentos, feldespato y fritas, que tambi\u00e9n son de naturaleza de tipo s\u00edlice(12). Un estudio reciente ha demostrado el uso de vidrio reciclado en polvo<\/a><\/u> (en este caso de los televisores de tubo de rayos cat\u00f3dicos) como componente de \u00f3xido en esmaltes cer\u00e1micos(13). Los esmaltes cer\u00e1micos producidos funcionaban igualmente as\u00ed como sus hom\u00f3logos comerciales, con una resistencia qu\u00edmica particularmente buena; adem\u00e1s de proporcionar un uso bienvenido para el vidrio residual.<\/p>\r\n

\"cer\u00e1mica \"macetas<\/p>\r\n

Materiales refractarios<\/h2>\r\n

Un material refractario es un compuesto que es resistente al calor, pero tambi\u00e9n tiene fuertes propiedades termoqu\u00edmicas y mec\u00e1nicas, y altos niveles de resistencia a la corrosi\u00f3n. Por esta raz\u00f3n, los materiales refractarios se utilizan para relinear reactores en procesos industriales, y especialmente en la producci\u00f3n de hierro y acero – este sector utiliza por s\u00ed solo 70 de la oferta mundial de refractarios(14). Los refractarios son t\u00edpicamente materiales de \u00f3xido y caen en clasificaciones basadas en su composici\u00f3n; \u00e1cido, b\u00e1sico, \u00f3xido-carbono o especializado. En el caso del vidrio molido, act\u00faa como fuente de material refractario \u00e1cido<\/a><\/u>, debido a que su componente principal es la s\u00edlice. Un material refractario normalmente se formar\u00e1 en forma de bloque, varios de los cuales se pueden vincular entre s\u00ed usando un aglutinante. La s\u00edlice es, debido a su alto punto de fusi\u00f3n, el m\u00e1s popular de los \u00f3xidos refractarios(15). Materiales como s\u00edlice, al\u00famina y otros ocurren naturalmente. El vidrio molido es una buena fuente de s\u00edlice, pero el vidrio molido tambi\u00e9n contiene otros componentes. Los materiales refractarios se producen mediante un proceso secuencial: procesamiento de materiaprima, formaci\u00f3n y posterior cocci\u00f3n. El ladrillo de fuego es un ejemplo excelente de un material refractario que contiene s\u00edlice, conocido por su resistencia incre\u00edblemente alta a la temperatura, se encuentra en hornos de fabricaci\u00f3n de acero y ha contenido vidrio molido(16) como un componente principal.<\/p>\r\n

\"metal \"metal<\/p>\r\n

Vidrio esmerilado y mejora del suelo<\/h2>\r\n

Los estudios han demostrado que la introducci\u00f3n de vidrio molido de 75 micras en suelos de tipo arcilla puede aumentar las propiedades de ingenier\u00eda del suelo. Por ejemplo, la incorporaci\u00f3n de 12 vidrios de soda y cal molidas disminuy\u00f3 cinco veces los valores de hinchaz\u00f3n, aument\u00f3 la relaci\u00f3n de rodamientos de California (una medida de dureza utilizada para determinar la idoneidad de subgrado antes de la colocaci\u00f3n de la carretera) y aument\u00f3 su fuerza de compresi\u00f3n ( 17). Tal adici\u00f3n podr\u00eda reducir la necesidad de reforzar fuertemente los subgrados de carretera o ferrocarril en \u00e1reas con suelos de tipo arcilla. La adici\u00f3n de vidrio molido se a\u00f1ade debido a su naturaleza como material sin cohesi\u00f3n<\/a><\/u>, y en un estudio disminuy\u00f3 la compresibilidad del suelo de tipo arcilla en m\u00e1s de 50(18). La mejora del suelo mediante la adici\u00f3n de vidrio molido puede evitar da\u00f1os en el edificio durante los per\u00edodos de cambio de temperatura estacional(19).<\/p>\r\n

\"mano<\/p>\r\n

Otras aplicaciones<\/h2>\r\n

Tanto el vidrio en polvo como el polvo de piedra caliza son productos de desecho de varios procesos industriales en todo el mundo, y la necesidad de tratarlos sin enviarlos al vertedero es una prioridad. Un estudio muestra que con la adici\u00f3n de una peque\u00f1a cantidad de cemento Portland, junto con polvo de piedra caliza y vidrio en polvo puede producir un nuevo tipo de ladrillo. El nuevo ladrillo es fabricable sin necesidad de cocci\u00f3n en un horno, y muestra propiedades similares a los ladrillos de hormig\u00f3n contempor\u00e1neos. Se observa que el vidrio en polvo mejora la resistencia a la compresi\u00f3n\/flexibilidad, la resistencia a la abrasi\u00f3n y la conductividad t\u00e9rmica del ladrillo, manteniendo al mismo tiempo la competitividad econ\u00f3mica(20). En la fabricaci\u00f3n tradicional de ladrillos de tipo arcilla, se ha demostrado que la adici\u00f3n de vidrio molido de 2,5 a 10 por masa de 20 micras disminuye las p\u00e9rdidas de fabricaci\u00f3n y aumenta la resistencia de 20 MPa a 29 MPa – debido al vidrio molido que llena los poros internos de la arcilla con un ph vidrioso durante el disparo(21).<\/p>\r\n

De la producci\u00f3n de vidrio de placa, por ejemplo para su uso en ventanas, polvo de vidrio es un producto de desecho. Investigadores en Brasil han demostrado la capacidad de este vidrio molido para ser utilizado en productos de aislamiento, como un relleno de mejora en productos de fibra de vidrio(22). Se han investigado otras aplicaciones como componente en el almacenamiento de calor, con 150 micras de vidrio molido que se utiliza como soporte para n<\/em>-octad\u00edo en un aislante de tipo material de cambio de fase impregnado al vac\u00edo dentro de las paredes de los edificios. El uso de vidrio molido impidi\u00f3 la fuga del n-octadieno durante la transici\u00f3n de fase(23).<\/p>\r\n

\"productos \"n\u00facleos<\/p>\r\n

Resumen<\/h2>\r\n
    \r\n
  • El vidrio molido es una fuente primaria de s\u00edlice, que resulta ser incre\u00edblemente barato, ya que a menudo se obtiene como un producto de desecho – y se utiliza ampliamente<\/li>\r\n
  • Ha encontrado uso en la producci\u00f3n de hormig\u00f3n, reemplazando parte del cemento, a su vez haciendo que la fabricaci\u00f3n sea menos perjudicial para el medio ambiente y proporcionando las propiedades mejoradas del hormig\u00f3n<\/li>\r\n
  • Otros usos incluyen en aplicaciones refractarias (donde su tolerancia a alta temperatura es beneficiosa) en esmaltes, en el aislamiento de edificios, la mejora del suelo y en la fabricaci\u00f3n de ladrillos<\/li>\r\n
  • Muchas de sus aplicaciones son notablemente beneficiosas, ya que pueden desviar grandes cantidades de vidrio de los vertederos<\/li>\r\n<\/ul>\r\n

    Referencias<\/strong><\/p>\r\n

    1 I. B. Topu y M. Canbaz, Cem. Concr. Res.<\/em>, 2004<\/strong>, 34, 267<\/p>\r\n

    2 Y. Jiang et al.<\/em>, J. Env. Manag<\/em>., 2019<\/strong>, 242, 440<\/p>\r\n

    3 A. Shayan y A. Xu, Cem. Concr. Res<\/em>., 2004<\/strong>, 34, 81<\/p>\r\n

    4 A. Shayan y A. Xu, Cem. Concr. Res.<\/em>, 2006<\/strong>, 36, 457<\/p>\r\n

    5 M. Liu, Constr. Construir. Estera.<\/em>, 2011<\/strong>, 25, 919<\/p>\r\n

    6 M. Carsana et al<\/em>, Cem. Concr. Res<\/em>., 2014<\/strong>, 45, 39<\/p>\r\n

    7 M. Mirzahosseini y K. A. Cabalgando, Cem. Concr. Composiciones.<\/em>, 2015<\/strong>, 56, 95<\/p>\r\n

    8 K. Afshinnia y P. Rangaraju, Constr. Construir. Estera<\/em>., 2015<\/strong>, 81, 257<\/p>\r\n

    9 M. Cyr et al<\/em>., Constr. Construir. Estera.<\/em>, 2010<\/strong>, 24, 1309<\/p>\r\n

    10 N. Schwartz et al<\/em>., Cem. Concr. Compos<\/em>., 2008<\/strong>, 30, 486<\/p>\r\n

    11 C. Meyer, N. Egosi y C. Andela, Hormig\u00f3n con Vidrio Residual como Agregado<\/em>, en el Simposio Internacional sobre Tecnolog\u00eda De Hormig\u00f3n de la ASCE y la Universidad de Dundee<\/em>, Dundee, Reino Unido, 2001<\/p>\r\n

    12 K. Bonk et al<\/em>., Tile Brick<\/em>, 1992<\/strong>, 1, 14<\/p>\r\n

    13 F. Andreola et al<\/em>., J. Eur. Soc cer\u00e1mico<\/em>., 2007<\/strong>, 27, 1623<\/p>\r\n

    14 A. M. Garbers-Craig, J. S. Afr. Inst. Metalurgia Minera<\/em>, 2008<\/strong>, 108, 1<\/p>\r\n

    15 G. Almarahle, Soy. J. Appl. Sci<\/em>., 2005<\/strong>, 2, 465<\/p>\r\n

    16 Patente de los Estados Unidos<\/em> US1341510A, 1920, expir\u00f3<\/p>\r\n

    17 H. Canacki et al<\/em>., Procedia Eng.<\/em>, 2016<\/strong>, 161, 600<\/p>\r\n

    18 M. Nuruzzaman y M. A. Hossain, Glob. J. Res. Eng. E<\/em>, 2014<\/strong>, 14, 17<\/p>\r\n

    19 Y. Mawlood et al<\/em>., Int. J. Geotech. Eng.<\/em>, 2019<\/strong>, DOI: 10.1080\/19386362.2019.1647644<\/p>\r\n

    20 P. Turgut, Materiales y Estructuras<\/em>, 2008<\/strong>, 41, 805<\/p>\r\n

    21 I. Demir, Gesti\u00f3n de residuos. Res.<\/em>, 2009<\/strong>, 27, 572<\/p>\r\n

    22 A. C. P. Galvao et al.,<\/em> Cer\u00e1mica<\/em>, 2015<\/strong>, 61, 367<\/p>\r\n

    23 S. A. Memon et al<\/em>., Energy Buil<\/em>d, 2013<\/strong>, 66, 405<\/p>\r\n

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