“Caracterización física y de degradación en el mármol tipo ...
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MEMORIAS DEL XXIII CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 20 al 22 DE SEPTIEMBRE DE 2017 CUERNAVACA, MORELOS, MÉXICO Tema A2a Materiales: Propiedad de los Materiales “Caracterización física y de degradación en el mármol tipo Café Tabaco procedente de Agua de Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla, México” Adolfo Morales a , Javier Guevara a , Pedro Cruz a , Alberto Servín b , Jorge Hernández b a Instituto Tecnológico Superior de Tepexi de Rodríguez, Av. Tecnológico s/n, Col. Barrio San Sebaswtián Sección Primera, C.P. 74690, Tepexi de Rodríguez, Puebla, México b Instituto Tecnológico de Veracruz, Cza. Miguel Ángel de Quevedo 2779, Col. Formando Hogar, C.P. 81280, Veracruz, Veracruz, México. *Autor contacto.Dirección de correo electrónico: [email protected] R E S U M E N La presente investigación tiene como propósito realizar una caracterización física y de degradación en el mármol tipo Café Tabaco extraído de la cantera ubicada en Agua de Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla, México. Para la caracterización física se realizaron ensayos de absorción y densidad; mientras que, para la degradación se realizaron ensayos de humedad- sequedad y de cristalización de sales. Los resultados muestran un porcentaje de absorción de 0.34% y una densidad de 2779 kg/m 3 . Además, mediante humedad-sequedad tiene una degradación de 0.03% de pérdida de peso y del 26.54% de aumento en su rugosidad. También, mediante cristalización de sales de cloruro de sodio tiene una degradación de 0.31% de pérdida de peso y del 94.58% de aumento en su rugosidad; mientras que, mediante cristalización de sales de sulfato de sodio tiene una degradación del 7.57% de pérdida de peso y del 159.35% de aumento en su rugosidad. Palabras Clave: Absorción, Caracterización física, Degradación, Densidad, Mármol, Cristalización de Sales. A B S T R A C T This research has the purpose to do a physical and degradation characterization in the marble type Café Tabaco extracted from the quarry located in Agua de Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla, Mexico. For the physical characterization were performed absorption and density tests; while, for the degradation, were performed moisture-dry and salt crystallization tests. The results show a percentage of absorption of 0.34%, and a density of 2779 kg/m 3 . In addition, through moisture- dry a degradation of 0.03% of weight loss and 26.54% increase in its roughness. Also, through crystallization of salt of sodium chloride, a degradation of 0.31% of weight loss and 94.58% of increase in its roughness; while, through crystallization of salt by sodium sulfate, a degradation of 7.57% of weight loss and 159.35% of increase in its roughness. Keywords: Absorption, Physic characterization, Degradation, Density, Marble, Salt crystallization. 1. Introducción Las rocas son el material más común y abundante de la Tierra, así, la composición mineral y la textura de una roca son el reflejo de los procesos geológicos que la crearon[1]. Una Roca es cualquier masa de tierra natural que tiene dimensiones apreciables[2]. Las rocas están formadas por la asociación de uno o más minerales que pueden formarse por cristalización o por transformaciones en estado sólido[3]. El mármol es una roca carbonatada que adquiere una textura cristalina por recristalización, comúnmente por calor y presión durante el metamorfismo[4]. Los mármoles están formados mayoritariamente por calcita, acompañados de proporciones variables de dolomita, cuarzo, micas u otros materiales variados; así, en los mármoles los cristales de calcita son de tamaño submicroscópico, de atractivas coloraciones y adquieren un intenso brillo cuando son pulidos[5]. El mármol tipo Café Tabaco es un material metamórfico que tiene un color café obscuro con vetas en color blanco; en la Fig. 1, se muestra una fotografía de este mármol: Figura 1 – Fotografía de un mármol tipo Café Tabaco. ISSN 2448-5551 MM 71 Derechos Reservados © 2017, SOMIM
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MEMORIAS DEL XXIII CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 20 al 22 DE SEPTIEMBRE DE 2017 CUERNAVACA, MORELOS, MÉXICO
Tema A2a Materiales: Propiedad de los Materiales
“Caracterización física y de degradación en el mármol tipo Café Tabaco procedente de Agua de Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla, México”
Adolfo Moralesa, Javier Guevaraa, Pedro Cruza, Alberto Servínb, Jorge Hernándezb
aInstituto Tecnológico Superior de Tepexi de Rodríguez, Av. Tecnológico s/n, Col. Barrio San Sebaswtián Sección Primera, C.P. 74690, Tepexi de
Rodríguez, Puebla, México bInstituto Tecnológico de Veracruz, Cza. Miguel Ángel de Quevedo 2779, Col. Formando Hogar, C.P. 81280, Veracruz, Veracruz, México.
*Autor contacto.Dirección de correo electrónico: [email protected]
R E S U M E N
La presente investigación tiene como propósito realizar una caracterización física y de degradación en el mármol tipo Café
Tabaco extraído de la cantera ubicada en Agua de Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla, México. Para la caracterización
física se realizaron ensayos de absorción y densidad; mientras que, para la degradación se realizaron ensayos de humedad-
sequedad y de cristalización de sales. Los resultados muestran un porcentaje de absorción de 0.34% y una densidad de
2779 kg/m3. Además, mediante humedad-sequedad tiene una degradación de 0.03% de pérdida de peso y del 26.54% de
aumento en su rugosidad. También, mediante cristalización de sales de cloruro de sodio tiene una degradación de 0.31%
de pérdida de peso y del 94.58% de aumento en su rugosidad; mientras que, mediante cristalización de sales de sulfato de
sodio tiene una degradación del 7.57% de pérdida de peso y del 159.35% de aumento en su rugosidad.
Palabras Clave: Absorción, Caracterización física, Degradación, Densidad, Mármol, Cristalización de Sales.
A B S T R A C T
This research has the purpose to do a physical and degradation characterization in the marble type Café Tabaco extracted
from the quarry located in Agua de Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla, Mexico. For the physical characterization were
performed absorption and density tests; while, for the degradation, were performed moisture-dry and salt crystallization
tests. The results show a percentage of absorption of 0.34%, and a density of 2779 kg/m3. In addition, through moisture-
dry a degradation of 0.03% of weight loss and 26.54% increase in its roughness. Also, through crystallization of salt of
sodium chloride, a degradation of 0.31% of weight loss and 94.58% of increase in its roughness; while, through
crystallization of salt by sodium sulfate, a degradation of 7.57% of weight loss and 159.35% of increase in its roughness.
Keywords: Absorption, Physic characterization, Degradation, Density, Marble, Salt crystallization.
1. Introducción
Las rocas son el material más común y abundante de la
Tierra, así, la composición mineral y la textura de una roca
son el reflejo de los procesos geológicos que la crearon[1].
Una Roca es cualquier masa de tierra natural que tiene
dimensiones apreciables[2]. Las rocas están formadas por la
asociación de uno o más minerales que pueden formarse por
cristalización o por transformaciones en estado sólido[3].
El mármol es una roca carbonatada que adquiere una
textura cristalina por recristalización, comúnmente por calor
y presión durante el metamorfismo[4]. Los mármoles están
formados mayoritariamente por calcita, acompañados de
proporciones variables de dolomita, cuarzo, micas u otros
materiales variados; así, en los mármoles los cristales de
calcita son de tamaño submicroscópico, de atractivas
coloraciones y adquieren un intenso brillo cuando son
pulidos[5].
El mármol tipo Café Tabaco es un material metamórfico
que tiene un color café obscuro con vetas en color blanco;
en la Fig. 1, se muestra una fotografía de este mármol:
Figura 1 – Fotografía de un mármol tipo Café Tabaco.
ISSN 2448-5551 MM 71 Derechos Reservados © 2017, SOMIM
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El mármol, como cualquier otra roca, es un material
heterogéneo que se caracteriza por tener amplios rangos de
variación tanto en su composición, como en sus propiedades
físicas, químicas y mecánicas.
De esta forma, las pequeñas variaciones pueden producir
cambios significativos en las propiedades físicas,
modificando así su idoneidad como material arquitectónico;
además, estas variaciones tienen lugar entre diferentes
canteras que explotan un mismo material, por lo que las
propiedades deben ser evaluadas en cada una de las zonas
extractivas[6].
En la localidad de Agua de Luna perteneciente al
municipio de Tepexi de Rodríguez, Puebla, México, existe
una cantera de mármol tipo Café Tabaco cuya propietaria es
la empresa Mármoles Tepeaca S.A. de C.V.; en la Fig. 2, se
muestra una fotografía de la cantera ubicada en dicha
localidad:
Figura 2 – Fotografía de la cantera de Mármol tipo Café Tabaco.
En una investigación previa en esta misma cantera, se
determinó que el mármol tipo Café Tabaco presenta
morfologías con cristales de hábito irregular, muy planas,
curvos en formas masivas y compactas con una dimensión
de 20μm a 150μm; así mismo, morfologías con un tamaño
de grano no regular, con superficies fracturadas y mayor
rugosidad con una dimensión de 10μm constituidas
principalmente por C, O, Ca y Mg. Además, se identificaron
dos fases presentes en los estratos correspondiente a la
calcita (CaCO3) y dolomita [CaMg(CO3)2] con un sistema
cristalino romboédrico; mientras que, por espectroscopia
infrarroja se identificaron las tres bandas características del
carbonato en 1419.10 cm-1, 876.65 cm-1 y 727.44cm-1, así
como las bandas características de la dolomita en 1040.14
cm-1 y 728 cm-1[7].
La calidad de una roca depende de sus características
intrínsecas, condiciones ambientales y de su posición
relativa tras su puesta en obra; por lo tanto, la obtención de
sus propiedades es la herramienta que permite obtener datos
objetivos para evaluar su uso[8].
Las rocas presentan diferentes propiedades, que se
expresan normalmente por medio de parámetros que
cuantifican determinados aspectos o comportamientos;
dichas propiedades, derivan de las características púramente
petrográficas; de los minerales que las forman, de su tamaño
y morfología, del volumen de poros, de su forma y de la
naturaleza de los fluidos que rellenan estos poros[9].
Las propiedades físicas más comunes son la absorción
que puede entenderse como el incremento de la masa debido
a la penetración de agua dentro de los poros durante un
periodo establecido de tiempo[10]; además, la densidad que
se define como la masa por unidad de volumen.
Además, la durabilidad de una roca es la capacidad de
resistir el deterioro y mantener el tamaño y forma de los
cristales, la resistencia mecánica, la densidad, la porosidad,
la velocidad de propagación de las ondas de ultrasonido, la
permeabilidad, la rugosidad, el color y el aspecto estético,
originales en el tiempo[11]. Por lo que, resulta importante
conocer la respuesta del material al medio externo para
prever su evolución[12].
Para conocer la evolución frente a agentes agresivos, es
preciso realizar ensayos de durabilidad[13]. Los ensayos de
durabilidad reproducen de forma acelerada la alteración que
sufriría un material colocado en obra y expuesto a
condiciones ambientales extremas; entre estos ensayos de
durabilidad se pueden destacar el ensayo de cristalización de
sales y el ensayo de humedad-sequedad[9].
En el ensayo de cristalización de sales, las sales solubles
ocasionan daños físicos y químicos en las piedras cuando
cristalizan en su interior o en su superficie que se traducen
en la creación de fisuras o apertura de las ya existentes [14].
Este ensayo trata de reproducir los daños sufridos por las
piedras en ambientes salinos (sal de cloruro de sodio) o
ambientes contaminados (sal de sulfato de sodio).
Además, el ensayo de humedad-sequedad, tiene como
objeto conocer el efecto de los procesos relacionados con la
saturación de agua y el secado de los materiales pétreos
procurando simular la alternancia de los días secos y
lluviosos[9].
El presente trabajo tiene la finalidad de presentar los
resultados obtenidos de los ensayos de caracterización de
absorción, densidad, cristalización de sales por cloruro de
sodio, cristalización de sales por sulfato de sodio y
humedad-sequedad que se realizaron en el mármol tipo Café
Tabaco de la cantera ubicada en la localidad de Agua de
Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla, México.
2. Metodología
Para la realización de las pruebas de caracterización física
(absorción y densidad) y para las pruebas de caracterización
de la degradación (humedad-sequedad, cristalización de
sales por cloruro de sodio y cristalización de sales por
sulfato de sodio) realizadas al mármol tipo Café Tabaco de
la cantera de Agua de Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla,
México, se utilizaron los equipos que se enlistan a
continuación:
ISSN 2448-5551 MM 72 Derechos Reservados © 2017, SOMIM
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- Horno de secado marca Memmert modelo UP500; en la
Fig. 3, se muestra una fotografía del horno:
Figura 3 – Fotografía del horno de secado.
- Báscula digital marca Mettler Toledo modelo PB3002-S
DeltaRange; en la Fig. 4, se muestra una fotografía de la
báscula:
Figura 4 – Fotografía de la báscula digital.
- Rugosímetro marca Mitutoyo modelo SJ201; en la Fig. 5,
se muestra una fotografía del rugosímetro:
Figura 5 – Fotografía del rugosímetro.
2.1. Selección y preparación de probetas
La empresa Mármoles Tepeaca S.A. de C.V., procesó las
probetas para los ensayos de caracterización, mediante
muestra obtenidas de la cantera de la localidad de Agua de
Luna, Tepexi de Rodríguez, Puebla, México. De las probetas
que la empresa procesó, se seleccionaron 60 probetas con
base en el color característico café obscuro; además, que
cada probeta tuviera una dimensión de 50±0.5 mm en cada
una de sus caras.
De esta forma, se seleccionaron 24 probetas para el
ensayo de absorción y densidad, 12 probetas para el ensayo
de cristalización de sales por cloruro de sodio, 12 probetas
para el ensayo de cristalización de sales por sulfato de sodio
y 12 probetas para el ensayo de humedad-sequedad.
A las 24 probetas para los ensayos de cristalización de
sales y a las 12 probetas para el ensayo de humedad-
sequedad se les lijó y pulió una cara, para que fuese la cara
de referencia.; además, en esta cara de referencia se le
realizaron 5 marcas, para que fuesen los lugares de medición
de la rugosidad.
Finalmente, a las 60 probetas se les asignó un número
para que pudiesen ser identificadas durante los ensayos de
caracterización. En las Figs. 6(a)-(d), se muestran las
fotografías de las probetas para los ensayos de
caracterización:
Figura 6 – (a) Fotografía de las 24 probetas para el ensayo de absorción
y densidad; (b) Fotografía de las 12 probetas para el ensayo de
cristalización de sales por cloruro de sodio; (c) Fotografía de las 12
probetas para el ensayo de cristalización por sulfato de sodio;
(d) Fotografía de las 12 probetas para el ensayo de humedad-sequedad.
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2.2. Ensayos de absorción y densidad
Para el ensayo de absorción y densidad, se aplicó el
procedimiento recomendado por la norma ASTM
C97/C97M-09 Standard Test Methods for Absorption and
Bulk Specific of Dimension Stone[14].
2.2.1. Obtención del peso seco
Las 24 probetas de mármol tipo Café Tabaco se secaron en
un horno de secado a una temperatura de 60±2°C durante 48
horas de acuerdo con la norma ASTM C97/C97M-09. Para
garantizar que las 24 probetas estuviesen secas, se pesaron
en la hora 46, en la hora 47 y en la hora 48; por lo tanto,
como en estas tres horas consecutivas las 24 probetas no
tuvieron cambio en su peso, se consideró que en la hora 48,
las 24 probetas tenían peso seco constante.
2.2.2. Obtención del peso saturado
Posteriormente de que las probetas fueron secadas, se
sumergieron en agua destilada a temperatura ambiente
durante 48 horas para que fuesen saturadas.
Para garantizar que las 24 probetas estuviesen saturadas,
se pesaron en la hora 46, en la hora 47 y en la hora 48; por
lo tanto, como en estas tres horas consecutivas las 24
probetas no tuvieron cambio en su peso, se consideró que en
la hora 48, las 24 probetas tenían peso saturado.
2.2.3. Obtención del peso suspendido
Finalmente, las 24 probetas se pesaron en condición
suspendida a temperatura ambiente, mediante pesada
hidrostática. En las Figs. 7(a)-(b), se muestran fotografías
del peso suspendido de las probetas PA01 y PB01:
Figura 7 – (a) Fotografía del peso suspendido de la probeta PA01;
(b) Fotografía del peso suspendido de la probeta PB01.
2.3. Ensayo de humedad-sequedad
Para el ensayo de humedad-sequedad, se aplicó el
procedimiento recomendado por Benavente et al. (2004).
2.3.1. Obtención del peso seco inicial y rugosidad inicial
Las probetas se secaron en un horno de secado a temperatura
de 60±2°C durante 48 horas; cabe mencionar que, las horas
de secado se tomaron de referencia de la norma ASTM
C97/C97M-09. Para garantizar que las probetas estuviesen
secas, se pesaron en la hora 46, en la hora 47 y en la hora 48;
por lo tanto, como en estas tres horas consecutivas las
probetas no tuvieron cambio en su peso, se consideró que en
la hora 48, las 12 probetas tenían peso seco. Después del
pesado, a cada probeta se le midió su rugosidad inicial en
cada punto previamente seleccionado.
Cabe mencionar que, se tomaron cinco valores de la
rugosidad inicial en la cara de referencia de cada probeta, y
que se promediaron estos valores para obtener la rugosidad
promedio inicial en cada probeta.
2.3.2. Saturación de las probetas en agua destilada
Las probetas se sumergieron en agua destilada a temperatura
ambiente durante 48 horas para que se saturasen. Para
garantizar que las probetas estuviesen saturadas, se pesaron
en la hora 46, en la hora 47 y en la hora 48; por lo tanto,
como en estas tres horas consecutivas las probetas no
tuvieron cambio en su peso, se consideró que en la hora 48,
las probetas tenían peso saturado.
2.3.3. Ciclo de la prueba de humedad-sequedad
El ciclo de prueba de humedad-sequedad se inició con el
secado de las probetas saturadas a una temperatura de
60±2°C durante 16 horas. Después se dejaron enfriar a
temperatura ambiente durante 2 horas para evitar un choque
térmico. Finalmente, se sumergieron en agua destilada a
temperatura ambiente durante 6 horas. Este ciclo de prueba
de secado-enfriado-inmersión duró 24 horas. Para completar
la prueba de cristalización de sales se realizaron 15 ciclos.
2.3.4. Obtención del peso seco final y rugosidad final
Las probetas se secaron en un horno de sacado a temperatura
de 60±2°C durante 48 horas; cabe mencionar que, las horas
de secado se tomaron de referencia de la norma ASTM
C97/C97M-09. Para garantizar que las probetas estuviesen
secas, se pesaron en la hora 46, en la hora 47 y en la hora 48;
por lo tanto, como en estas tres horas consecutivas las 12
probetas no tuvieron cambio en su peso, se consideró que en
la hora 48, las probetas tenían peso seco final. Después del
pesado, a cada probeta se le midió su rugosidad final en cada
punto previamente seleccionado.
Cabe mencionar que, se tomaron cinco valores de la
rugosidad final en la cara de referencia de cada probeta, y
que se promediaron estos valores para obtener la rugosidad
promedio final en cada probeta.
2.4. Ensayo de cristalización de sales
Para el ensayo de la cristalización de sales, se siguió el
procedimiento recomendado por Benavente et al. (2004).
Cabe mencionar que se realizaron dos ensayos de
cristalización de sales en la que se utilizaron una solución de
cloruro de sodio al 16% que replica las condiciones de
ambiente salino; además, una solución de sulfato de sodio al
14% que replica las condiciones de ambientes
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contaminados. Los ensayos se realizaron por separado,
primero se realizó el ensayo con cloruro de sodio al 16%, y
concluido este, se realizó el ensayo con sulfato de sodio al
14%; esto, para evitar una posible contaminación de las
probetas con las soluciones salinas.
2.4.1. Obtención del peso seco inicial y rugosidad inicial de
la cristalización de sales
Las probetas se secaron en un horno de secado a temperatura
de 60±2°C durante 48 horas; cabe mencionar que, las horas
de secado se tomaron de referencia de la norma ASTM
C97/C97M-09. Para garantizar que las probetas estuviesen
secas, se pesaron en la hora 46, en la hora 47 y en la hora 48;
por lo tanto, como en estas tres horas consecutivas las
probetas no tuvieron cambio en su peso, se consideró que en
la hora 48, las probetas tenían peso seco constante.
Después del pesado, a cada probeta se le midió su
rugosidad inicial en cada punto previamente seleccionado.
Cabe mencionar que, se tomaron cinco valores de la
rugosidad inicial en la cara de referencia de cada probeta, y
que se promediaron estos valores para obtener la rugosidad
promedio inicial en cada probeta.
2.4.2. Saturación de las probetas en soluciones salinas
Se realizó una solución de cloruro de sodio al 16% (8.4 kg
de agua destilada y 1.6 kg de cloruro de sodio anhidro);
además, se realizó una solución de sulfato de sodio al 14%
(8.6 kg de agua destilada y 1.4 kg de sulfato de sodio
anhidro). Después, las probetas se sumergieron en las
soluciones salinas a temperatura ambiente durante 48 horas
para que las probetas se saturasen.
Para garantizar que las probetas estuviesen saturadas, se
pesaron en la hora 46, en la hora 47 y en la hora 48; por lo
tanto, como en estas tres horas consecutivas las probetas no
tuvieron cambio en su peso, se consideró que en la hora 48,
las probetas tenían peso saturado.
2.4.3. Ciclo de la prueba de cristalización de sales
El ciclo de prueba de cristalización de sales inició con el
secado de las probetas saturadas con las soluciones salinas a
una temperatura de 60±2°C durante 16 horas. Después se
dejaron enfriar a temperatura ambiente durante 2 horas para
evitar un choque térmico. Finalmente, se sumergieron en las
soluciones salinas a temperatura ambiente durante 6 horas.
Este ciclo de prueba de secado-enfriado-inmersión duró 24
horas; por tanto, se realizaron 15 ciclos para completar la
prueba de cristalización de sales.
2.4.4. Lavado de las probetas
Al término de los 15 ciclos, las probetas fueron lavadas para
eliminar el exceso de las soluciones salinas. El lavado se
realizó limpiando las caras de las probetas con agua
destilada. Después, las probetas se sumergieron en agua
destilada durante 2 horas para que el agua penetrara en los
poros y disolviera los granos de sal en el interior de los
poros.
Para saber si las probetas ya no contenían sal, se midió la
resistividad del agua antes y después del lavado; de esta
forma como la resistividad del agua destilada no era la
misma, se consideró que todavía existía sal en el interior. Se
realizaron 4 lavados hasta que la resistividad del agua
destilada fuera la misma antes y después del lavado de las
probetas.
2.4.5. Obtención del peso seco final y rugosidad final de la
cristalización de sales
Después del lavado, las probetas se secaron en un horno de
secado a temperatura de 60±2°C durante 48 horas; cabe
mencionar que, las horas de secado se tomaron de referencia
de la norma ASTM C97/C97M-09. Para garantizar que las
probetas estuviesen secas, se pesaron en la hora 46, en la
hora 47 y en la hora 48; por lo tanto, como en estas tres horas
consecutivas las 12 probetas no tuvieron cambio en su peso,
se consideró que en la hora 48, las probetas tenían peso seco
final.
Después del pesado, a cada probeta se le midió su
rugosidad final en cada punto previamente seleccionado.
Cabe mencionar que, se tomaron cinco valores de la
rugosidad final en la cara de referencia de cada probeta, y
que se promediaron estos valores para obtener la rugosidad
promedio final en cada probeta.
3. Resultados
3.1. Porcentaje de absorción y densidad
Con base en la norma ASTM C97/C97M-09 establece que a
partir del peso seco (A) y del peso saturado (B) se determina
el porcentaje de absorción (AA) mediante la ec.1:
%100 XA
ABAA
(1)
Además, la misma norma establece que a partir del peso
seco (A), del peso saturado (B) y del peso sumergido (C) se
determina la densidad () mediante la ec. 2:
1000 XCB
A
(2)
En la Tabla 1, se muestran los resultados obtenidos del
porcentaje de absorción (AA) y la densidad ().
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Tabla 1 – Porcentaje de absorción (AA) y densidad ().
Número
de
Probeta
A
(g)
B
(g)
C
(g)
AA
(%)
(kg/m3)
PA01 348.04 348.69 224.13 0.19 2794
PA02 367.82 368.50 236.76 0.18 2792
PA03 369.12 369.80 237.84 0.18 2797
PA04 344.00 345.36 221.16 0.40 2770
PA05 350.44 351.69 225.16 0.36 2770
PA06 345.74 346.62 222.37 0.25 2783
PA07 351.95 353.60 226.18 0.47 2762
PA08 347.74 348.58 223.65 0.24 2783
PA09 345.80 347.63 221.92 0.53 2751
PA10 339.39 341.56 217.09 0.64 2727
PA11 344.45 345.76 221.02 0.38 2761
PA12 344.41 345.46 220.87 0.30 2764
PB01 350.03 351.15 225.53 0.32 2786
PB02 344.34 346.82 220.43 0.72 2724
PB03 345.50 346.23 222.25 0.21 2787
PB04 348.36 349.45 224.02 0.31 2777
PB05 338.04 338.95 217.61 0.27 2786
PB06 363.56 364.36 233.99 0.22 2789
PB07 345.24 346.62 221.82 0.40 2766
PB08 354.84 355.43 228.54 0.17 2796
PB09 355.46 356.93 228.67 0.41 2771
PB10 343.20 345.47 219.81 0.66 2731
PB11 352.31 352.84 226.81 0.15 2795
PB12 343.47 343.94 220.59 0.14 2785
Promedio - - - 0.34 2773
Des. Est. - - - 0.16 21
Como se observa en la Tabla 1, el porcentaje de absorción
promedio es de 0.34% con una desviación estándar de
0.16%; mientras que, la densidad promedio es de 2773
kg/m3 con una desviación estándar de 21 kg/m3. En las Figs.
8(a)-(b), se muestran los diagramas de caja-bigote de la
absorción y densidad:
Figura 8 – (a) Diagrama del porcentaje de absorción; (b) Diagrama de
la densidad.
3.2. Porcentaje de pérdida de peso y porcentaje de aumento
en la rugosidad.
Con base en la metodología de Benavente et al. (2004)
establecen que a partir del peso seco inicial (MO) y del peso
seco final (MF) se obtiene el porcentaje de pérdida de peso
(DWL) mediante la ec. 3:
%100 XM
MMDWL
F
FO (3)
Además, a partir de la rugosidad promedio inicial (RO) y
de la rugosidad promedio final (RF) se obtiene el porcentaje
de aumento en la rugosidad (AR) mediante la ec. 4:
%100 XR
RRAR
O
OF (4)
En la Tabla 2, se muestran los resultados obtenidos del
porcentaje de la pérdida de peso (DWL) y el porcentaje de
aumento en la rugosidad (AR) obtenidos mediante el ensayo
de humedad-sequedad:
Tabla 2 – Porcentaje de pérdida de peso (DWL) y porcentaje de
aumento en la rugosidad (AR) del ensayo de humedad-sequedad.
No. de
Prob.
MO
(g)
MF
(g)
DWL
(%)
RO
(m)
RF
(m)
AR
(%)
PA01 343.39 343.27 0.03 0.53 0.69 30.08
PA02 355.04 354.88 0.05 0.27 0.35 32.09
PA03 358.39 358.25 0.04 0.41 0.52 27.59
PA04 345.10 344.97 0.04 0.45 0.63 40.81
PA05 363.38 363.25 0.04 0.54 0.60 11.52
PA06 338.29 338.19 0.03 0.69 0.77 11.88
PA07 350.53 350.41 0.03 0.39 0.49 25.77
PA08 349.34 349.23 0.03 0.52 0.68 31.40
PA09 346.17 346.06 0.03 0.39 0.55 40.10
PA10 348.15 348.02 0.04 0.46 0.52 13.91
PA11 348.31 348.22 0.03 0.42 0.54 29.81
PA12 350.17 350.07 0.03 0.51 0.63 23.53
Prom. - - 0.03 - - 26.54
Des.Est. - - 0.01 - - 9.89
Como se observa en la Tabla 2, el porcentaje de pérdida
de peso promedio es de 0.03% con una desviación estándar
de 0.01%; mientras que, el porcentaje de aumento en la
rugosidad promedio es de 26.54% con una desviación
estándar de 9.89%. En las Figs. 9(a)-(b), se muestran los
diagramas de caja-bigote del porcentaje de pérdida de peso
y del porcentaje de aumento en la rugosidad del ensayo de
humedad-sequedad.
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Figura 9 – (a) Diagrama del porcentaje de pérdida de peso; (b)
Diagrama del porcentaje de aumento en la rugosidad.
En la Tabla 3, se muestran los resultados obtenidos del
porcentaje de la pérdida de peso (DWL) y el porcentaje de
aumento en la rugosidad (AR) obtenidos mediante el ensayo
de cristalización de sales por cloruro de sodio:
Tabla 3 – Porcentaje de pérdida de peso (DWL) y porcentaje de
aumento en la rugosidad (AR) del ensayo de cristalización de sales por
cloruro de sodio.
No. de
Prob.
MO
(g)
MF
(g)
DWL
(%)
RO
(m)
RF
(m)
AR
(%)
PC01 346.68 345.74 0.27 0.44 1.04 135.91
PC02 351.63 350.53 0.31 0.76 1.63 114.51
PC03 359.64 358.30 0.37 0.32 0.90 183.65
PC04 336.90 336.27 0.19 0.43 0.77 80.37
PC05 355.12 354.60 0.15 0.41 0.61 47.57
PC06 352.47 350.29 0.62 0.60 0.82 35.43
PC07 350.35 350.12 0.07 0.46 0.83 80.52
PC08 334.06 333.48 0.17 0.65 1.12 71.69
PC09 355.13 352.78 0.67 0.70 1.04 48.86
PC10 353.93 353.21 0.20 0.83 1.60 93.95
PC11 349.37 348.62 0.22 0.69 1.54 124.49
PC12 344.59 343.00 0.46 0.53 1.16 117.98
Prom. - - 0.31 - - 94.58
Des.Est. - - 0.19 - - 42.86
Como se observa en la Tabla 3, el porcentaje de pérdida
de peso promedio es de 0.31% con una desviación estándar
de 0.19%; mientras que, el porcentaje de aumento en la
rugosidad promedio es de 94.58% con una desviación
estándar de 42.86%. En las Figs. 10(a)-(b), se muestran los
diagramas de caja-bigote del porcentaje de pérdida de peso
y del porcentaje de aumento en la rugosidad del ensayo de
cristalización de sales por cloruro de sodio:
Figura 10 – (a) Diagrama del porcentaje de pérdida de peso;
(b) Diagrama del porcentaje de aumento en la rugosidad.
En la Tabla 4, se muestran los resultados obtenidos del
porcentaje de la pérdida de peso (DWL) y el porcentaje de
aumento en la rugosidad (AR) obtenidos mediante el ensayo
de cristalización de sales por sulfato de sodio:
Tabla 4 – Porcentaje de pérdida de peso (DWL) y porcentaje de
aumento en la rugosidad (AR) del ensayo de cristalización de sales por
sulfato de sodio.
No. de
Prob.
MO
(g)
MF
(g)
DWL
(%)
RO
(m)
RF
(m)
AR
(%)
PC01 349.92 300.26 16.54 0.36 0.88 144.20
PC02 338.05 310.19 8.98 0.39 0.96 145.92
PC03 343.04 311.53 10.11 0.39 0.94 142.27
PC04 343.42 315.20 8.95 0.33 0.98 200.61
PC05 367.97 357.43 2.95 0.37 0.94 155.14
PC06 350.47 331.84 5.61 0.38 0.87 128.80
PC07 342.79 309.64 10.71 0.41 1.01 145.85
PC08 347.02 317.67 9.24 0.34 1.03 203.53
PC09 353.16 318.84 10.76 0.38 1.05 179.79
PC10 362.00 345.10 4.90 0.37 0.94 156.28
PC11 347.47 341.02 1.89 0.40 0.99 148.74
PC12 336.67 335.86 0.24 0.39 1.02 161.03
Prom. - - 7.57 - - 159.35
Des.Est. - - 4.40 - - 23.42
Como se observa en la Tabla 4, el porcentaje de pérdida
de peso promedio es de 7.57% con una desviación estándar
de 4.40%; mientras que, el porcentaje de aumento en la
rugosidad promedio es de 159.35% con una desviación
estándar de 23.42%. En las Figs. 11(a)-(b), se muestran los
diagramas de caja-bigote del porcentaje de pérdida de peso
y del porcentaje de aumento en la rugosidad del ensayo de
cristalización de sales por sulfato de sodio:
Figura 11 – (a) Diagrama del porcentaje de pérdida de peso;
(b) Diagrama del porcentaje de aumento en la rugosidad.
En las Figs. 12(a)-(b), se muestran fotografías de las
alteraciones visuales del ensayo de humedad-sequedad,
además. Además, en las Figs. 12(c)-(d), se muestran
fotografías de las alteraciones visuales del ensayo de
cristalización de sales por cloruro de sodio. También, en las
Figs. 12(e)-(f), se muestran fotografías de las alteraciones
visuales del ensayo de cristalización de sales por sulfato de
sodio.
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Figura 12 – (a) Fotografía de grietas en ensayo de humedad-sequedad;
(b) Fotografía de ruptura en ensayo de humedad-sequedad;
(c) Fotografía de grietas en ensayo de cloruro de sodio; (d) Fotografía
de ruptura en ensayo de cloruro de sodio; (e) Fotografía de grietas en
ensayo de sulfato de sodio; (f) Fotografía de ruptura en ensayo de
sulfato de sodio.
4. Conclusión
Las conclusiones para el mármol tipo Café Tabaco extraído
de la cantera de la localidad de Agua de Luna Tepexi de
Rodríguez, Puebla, México, se dan a continuación:
Las propiedades físicas obtenidas muestra un porcentaje
de absorción de 0.34% y una densidad de 2779 kg/m3.
La degradación por humedad-sequedad muestra que el
porcentaje de pérdida de peso es de 0.03%; mientras que,
el porcentaje de aumento en la rugosidad es de 26.54%.
La degradación salina por cloruro de sodio muestra que
el porcentaje de pérdida de peso es de 0.31%; mientras
que, el porcentaje de aumento en la rugosidad es de
94.58%.
La degradación salina por sulfato de sodio muestra que el
porcentaje de pérdida de peso es de 7.57%; mientras que,
el porcentaje de aumento en la rugosidad es de 159.35%.
Las principales alteraciones visuales después de los
ensayos de degradación son las fisuras y las rupturas.
De acuerdo con los resultados obtenidos, este material
puede ser utilizados en aplicaciones en interiores donde
exista poco o nulo contacto con agua, como en mesas,
peldaños de escaleras, fachadas, pisos de salas y
recámaras.
De esta forma, el mármol tipo Café Tabaco tiene un alto
porcentaje de absorción; por lo que, afecta la durabilidad del
material, ya que existe una alta penetración de las soluciones
salinas que hacen que el material pierda cualidades físicas y
estéticas. Para mejorar la durabilidad de este material, se
debe de considerar el uso de hidrofugantes y/o
antidegradantes, y así, mitigar la pérdida de sus cualidades.
Agradecimientos
Los autores agradecen al Instituto Tecnológico Superior de
Tepexi de Rodríguez por realizar el financiamiento, así
como prestar sus instalaciones y equipos para los ensayos de
caracterización del proyecto de investigación. Además,
agradecen a la empresa Mármoles Tepeaca S.A. de C.V., por
haber permitido el acceso a su cantera y por procesar las
probetas para la investigación.
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