Uso de relaves de flotación de escorias de cobre en hormigón
DOI:
https://doi.org/10.21703/0718-2813.2025.38.3629Palabras clave:
Relaves de flotación de escoria de cobre, Hormigón, Reemplazo de cemento, Resistencia a la compresión, Reciclaje de residuos, Construcción sostenibleResumen
Este estudio preliminar explora el potencial de los relaves de flotación de escoria de cobre (CSFW), un subproducto de la industria minera del cobre en Chile, como reemplazo parcial del cemento Portland en hormigón. Se caracterizó una muestra de CSFW de una fundición chilena, y se probaron mezclas de hormigón con sustituciones de CSFW del 0% al 20% (en incrementos del 5%) para evaluar la resistencia a la compresión a 7, 28 y 60 días. La difracción de rayos X (XRD) reveló que el CSFW está compuesto principalmente por hedenbergita, magnetita, fayalita y albita. Aunque la resistencia a la compresión disminuyó con mayores niveles de sustitución de CSFW, la mezcla con 5% de reemplazo alcanzó aproximadamente el 80% de la resistencia del hormigón de control a los 60 días. La plasticidad aumentó significativamente con el contenido de CSFW, triplicándose el asentamiento en la mezcla con 20% respecto al control, lo que indica un aumento en la trabajabilidad pero también un exceso de agua en la mezcla. Estos resultados, sugieren que el CSFW es una alternativa viable para reemplazos de cemento de bajo nivel, promoviendo la valorización de residuos mineros y la sostenibilidad ambiental en el sector de la construcción en Chile.
Referencias
Afshoon, I. and Sharifi, Y. (2017). Use of copper slag microparticles in self-consolidating concrete. ACI Materials Journal 114(5), 691-699.
Al-Jabri, K.S., Hisada, M., Al-Saidy, A.H. and Al-Oraimi, S.K. (2009). Performance of high strength concrete made with copper slag as a fine aggregate. Construction and Building Materials 23(6), 2132–2140.
Alp, I., Deveci, H. and Süngün, H. (2008). Utilization of flotation wastes of copper slag as raw material in cement production. Journal of Hazardous Materials 159(2–3), 390–395.
Chew, S.H. and Bharati, S.K. (2010). Use of recycled copper slag in cement-treated Singapore marine clay. Advances in Environmental Geotechnics: International Symposium on Geoenvironmental Engineering, Hangzhou, China, Springer Berlin Heidelberg, 705-710.
Cocić, M., Logar, M., Erić, S., Tasić, V., Dević, S., Cocić, S. and Matović, B. (2017). Application of the final flotation waste for obtaining the glass-ceramic materials. Science of Sintering 49(4), 431–443.
Çoruh, S., Ergun, O. N. and Cheng, T.W. (2006). Treatment of copper industry waste and production of sintered glass-ceramic. Waste Management & Research 24(3), 234–241.
Diaz, N. (2012). Evaluación escorias. XIII Congreso Geológico Chileno, Sociedad Geológica de Chile, Antofagasta, Chile, 76–78.
Dung, T.T.T., Cappuyns, V., Swennen, R., Vassilieva, E. and Phung, N.K. (2014). Leachability of arsenic and heavy metals from blasted copper slag and contamination of marine sediment and soil in Ninh Hoa district, south central of Vietnam. Applied Geochemistry 44, 80–92.
EHE-08 (2011). Instrucción de Hormigón Estructural. Ministerio de Transportes y Movilidad Sostenible, Gobierno de España.
Gorai, B., Jana, R.K. and Premchand (2003). Characteristics and utilisation of copper slag—a review. Resources, Conservation and Recycling 39(4), 299–313.
Karamanov, A., Aloisi, M. and Pelino, M. (2007). Vitrification of copper flotation waste. Journal of Hazardous Materials 140(1–2), 333–339.
Mesci, B., Çoruh, S. and Ergun, O.N. (2009). Leaching behaviour and mechanical properties of copper flotation waste in stabilized/solidified products. Waste Management & Research 27(1), 70–77.
Mithun, B.M. and Narasimhan, M.C. (2016). Performance of alkali activated slag concrete mixes incorporating copper slag as fine aggregate. Journal of Cleaner Production 112(Part 1), 837–844.
Moura, W.A., Gonçalves, J.P. and Lima, M.B.L. (2007). Copper slag waste as a supplementary cementing material to concrete. Journal of Materials Science 42(7), 2226-2230.
Najimi, M., Sobhani, J. and Pourkhorshidi, A.R. (2011). Durability of copper slag contained concrete exposed to sulfate attack. Construction and Building Materials 25(4), 1895-1905.
Nazer, A., Payá, J., Borrachero, M.V. and Monzó, J. (2016). Use of ancient copper slags in Portland cement and alkali activated cement matrices. Journal of Environmental Management 167, 115–123.
NCh1019 (2009). Hormigón. Determinación de la docilidad - Método del asentamiento del cono de Abrams. Instituto Nacional de Normalización INN, Santiago, Chile.
NCh148 (1968). Cemento - Terminología, clasificación y especificaciones generales. Instituto Nacional de Normalización INN, Santiago, Chile.
Ozel, E., Turan, S., Çoruh, S. and Ergun, O.N. (2006). Production of brown and black pigments by using flotation waste from copper slag. Waste Management & Research 24(2), 125–133.
Patel, S., Shahu, J.T. and Senapati, A. (2012). Feasibility of copper slag–fly ash mix as a road construction material. ACEE International Journal on Transportation and Urban Development 2(1), 11–14.
Raposeiras, A.C., Movilla-Quesada, D., Bilbao-Novoa, R., Cifuentes, C., Ferrer-Norambuena, G. and Castro-Fresno, D. (2018). The use of copper slags as an aggregate replacement in asphalt mixes with RAP: physical–chemical and mechanical behavioural analysis. Construction and Building Materials 190, 427–438.
Richter, G. (2017). Desafíos fundición y refinería Codelco. Presentación en Seminario Desafíos y Oportunidades del Arsénico en la Industria Minera en Chile, Codelco, Chile.
Sharma, R. and Khan, R.A. (2017). Sustainable use of copper slag in self compacting concrete containing supplementary cementitious materials. Journal of Cleaner Production 151, 179-192.
Shi, C., Meyer, C. and Behnood, A. (2008). Utilization of copper slag in cement and concrete. Resources, Conservation and Recycling 52(10), 1115–1120.
Valenzuela, A. (2016). Mining waste management in Chile: Experience, challenges and opportunities. Presentación XIV Congreso Internacional Expomin, Chile, 1–27.
Vinotha, J. and Brindha, D. (2021). Development of hybrid steelbasalt fiber reinforced concrete – in aspects of flexure, fracture and microstructure. Revista de la Construcción 20(1), 62–90.
Wang, G. and Emery, J. (2004). Technology of slag utilization in highway construction. Environmental Benefits of In-situ Material Recycling and Strengthening Session, Annual Conference of Transportation Association of Canada, Québec, Canada, 1–15.
Wang, R., Shi, Q., Li, Y., Cao, Z. and Si, Z. (2021). A critical review on the use of copper slag (CS) as a substitute constituent in concrete. Construction and Building Materials 292, 123371.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2025 Universidad Católica de la Santísima Concepción

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.


