Evaluación del desempeño térmico de ladrillos ecoamigables con incorporación de residuos de mullita Translated title: Evaluation of the thermal performance of eco-friendly bricks fabricated with incorporation of mullite residues

Abstract

Resumen Se produjeron ladrillos de arcilla obtenidos con mezcla de arcilla con residuos de un horno eléctrico en desuso y reforzados con fibras cerámicas para la obtención de un material cerámico con características refractarias. Las mezclas de arcilla/partículas recicladas fueron 50:50 en peso, y la incorporación de fibra fue en un 10 y un 20 % en volumen, para obtener un cerámico por sinterización a 1.000 °C durante 2 h. Los materiales diseñados fueron caracterizados por difracción de rayos X, se determinó la resistencia a compresión, flexión, densidad, porosidad y absorción. También se comprobó su desempeño térmico por exposición directa a llama 1.000 °C. Los resultados mostraron que en la medida en que se incorpora fibra cerámica la resistencia a compresión disminuyó un 17,3 % para AF10 y un 17,0 % para AF20. Los valores de resistencia a flexión estuvieron en 3,4 MPa. El coeficiente de conductividad térmica fue de 0,5322 W/mK, y durante la exposición directa a la llama, las muestras lograron un gradiente térmico de -700 °C para muestras de 2 cm de espesor. Las fases mineralógicas obtenidas para los ladrillos fueron mullita, corindón y cordierita, las cuales se consideran refractarias.

Translated abstract

Abstract The aim of this research was the production of clay-brick, from red clay, waste from a disused electric furnace, reinforced with ceramic fibers, to obtain a ceramic material with refractory characteristics. The clay/waste particle proportion was 50:50 by weight, and the incorporation of fiber was 10% and 20% by volume, to obtain a ceramic by sintering at 1000°C, for 2 hours. The designed materials were characterized by X-ray diffraction, the flexural and compressive strength, density, porosity, and absorption were determined. The thermal performance was also verified by direct exposure to 1000°C flame. The results showed that as ceramic fiber was incorporated, the compressive strength decreased by 17.3% for AF10 and 17.0% for AF20. The flexural strength values were at 3.4 MPa. The coefficient of thermal conductivity was 0.5322 W/m.K, and, during direct flame exposure, the samples achieved a thermal gradient of ~ 700 °C for samples 2 cm thick. The mineralogical phases obtained for the bricks were mullite, corundum, and cordierite, which are considered refractory.