Nanotechnological evaluation of volcanic clays with application in bitumen improvement

  1. Cerón Guerra, Ignacio Bladimir 1
  2. Cerón, María José 2
  3. Loría, Luis Guillermo 3
  4. Salvador, Marcelo 2
  5. Lemos, Cristian 4
  6. Sáenz-Arce, Giovanni 5
  1. 1 Universidad Nacional de Costa Rica
    info
    Universidad Nacional de Costa Rica

    Heredia, Costa Rica

    ROR https://ror.org/01t466c14

    Geographic location of the organization Universidad Nacional de Costa Rica
  2. 2 Escuela Politécnica Nacional
    info
    Escuela Politécnica Nacional

    Quito, Ecuador

    ROR https://ror.org/01gb99w41

    Geographic location of the organization Escuela Politécnica Nacional
  3. 3 University of Nevada, Estados Unidos de América
  4. 4 Gubkin Russian State University of Oil and Gas, Russia
  5. 5 Universitat d'Alacant
    info
    Universitat d'Alacant

    Alicante, España

    ROR https://ror.org/05t8bcz72

    Geographic location of the organization Universitat d'Alacant
Journal:
Interciencia: Revista de ciencia y tecnología de América

ISSN: 0378-1844

Year of publication: 2024

Volume: 49

Issue: 6

Pages: 352-362

Type: Article

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Abstract

Las arcillas son materias primas para la industria moderna y hoy se utilizan incluso para medicamentos. En una superficie de 4.000 km2 , la formación geológica de San Tadeo, en Ecuador, presenta un yacimiento de nanoarcillas dispuestas en seis niveles (A1 a A6). Estudios fisicoquímicos de muestras de campo mostraron la presencia de más del 60% de aluminosilicatos en los niveles superiores A1, A2. La granulometría láser encontró un tamaño medio de partícula de 30 a 250nm. La isoterma de adsorción-desorción de nitrógeno determinó una superficie específica media de 280,38m2 /g. IFTR, XRF, SPECMIN-TSG mostraron los espectros con la presencia de minerales de vermiculita, alófano y bentonita. Con TGA/DCS se observó una pérdida de masa de hasta el 42,5% para las arcillas A1, A2, A3, a la temperatura final de calcinación de 1000°C, con manifestaciones endotérmicas y exotérmicas. Se encontró una alta capacidad de adsorción para las arcillas A1 y A2 por encima del 30% en su orden, y por encima de los otros estratos geológicos; la propiedad se activó cuando la arcilla se calcinó en la ventana de temperatura de 250 a 300°C. La espectroscopia de dispersión de energía (EDS) constató la presencia de Si y Al en la muestra de mezcla bituminosa mejorada con el aditivo A1. El SEM confirmó la presencia de aditivo A1 exfoliado y disperso en la mezcla de betún mejorado preparada con un 3% en peso de agente activo. Con DSR (T= 70°C operacional) se midió el módulo complejo G*= 2326pa (640pa original) y δ= -8,7° puntos (84° original), con una mejora del 363%. El nuevo material es aplicable como pavimento de carreteras en zonas de temperatura ambiente media y alta debido a su mayor rigidez