BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. 29 (1990) 1, 29-31 Estudio de los materiales vitroceramicos obtenidos a partir de la fusión de rocas volcánicas sálicas J. C. PEREZ ARENCIBIA, J. DE LA NUEZ Dpto. Edafología y Geología. Universidad de la Laguna. Tenerife RESUMEN.—Estudio de los materiales obtenidos a partir de la fusión de rocas volcánicas sálicas. Se ha analizado por primera vez el comportamiento de rocas volcánicas sálicas de las Islas Canarias como materia prima de partida para la obtención de materiales vitroceramicos, siguiendo el proceso petrúrgico. Dicho comportamiento se compara con el de basaltos de las mismas Islas. ABSTRACT.—study of glass-ceramics obtained from the melting of felsic volcanic rocks from Canary Islands. The behaviour of felsic volcanic rocks of Canary Islands are briefly analyzed and compared to the basalts, as raw materials for petrugical processes. TABLA I ANALISIS QUÍMICOS DE LAS ROCAS SÁLICAS UTILIZADAS SÍ02 A1203 ^^2^3 FeO MnO MgO CaO Na20 K2O TÍO2 P2O5 LOI Total La fusión de basaltos, principalmente de tipo alcalino, como materia prima para la obtención de materiales petrúrgicos es suficientemente conocida (1). En cambio, las rocas con un mayor contenido en SÍO2, como, por ejemplo, granitos, sienitas, traquitas, etc. (2, 3, 4), han sido poco utilizadas para la obtención de este tipo de materiales vitroceramicos. Por ello, en este trabajo se han seleccionado distintas muestras sálicas (compuestas esencialmente por feldespatos y feldespatoides) de las Islas Canarias, con objeto de estudiar su comportamiento en la fusión y caracterizar los materiales vitreos y vitroceramicos obtenidos a partir de la misma. Se han escogido cuatro tipos distintos de materiales sálicos de la isla de Tenerife, cuyo comportamiento en la fusión ha sido comparado con basaltos de dicha isla. En la tabla I se indican los análisis químicos de las rocas estudiadas, que se han realizado según la metodología utilizada en (5). Como se puede apreciar, la sílice oscila entre 56 y 62 % (basalto 45%), el Fe total (FeO+Fe203) varía entre 3 y 5% (basalto 12,5%) y la suma de álcalis fluctúa entre 12 y 14% (basalto 6%). Estas diferencias en composición van a condicionar su diferente comportamiento en la fusión y posterior recristalización. Por la mineralogía de las muestras escogidas, cabe distinguir una fonolita nefelínica (FO), una traquita (TR), una obsidiana (OB) y un pómez (PO), ambas de mineralogía de tipo traquítico. La identificación petrográfica de estas rocas es la siguiente: — Fonolita: Los fenocristales que presentan por orden de abundancia son de feldespato alcalino, augita egirínica, nefelina, y como accesorios esfena, biotita y opacos. La maRecibido el 20-5-89 y aceptado el 13-9-89. ENERO-FEBRERO, 1990 TR FO PO OB BA 60,5 17,1 4,2 1,0 0,3 0,5 0,9 7,3 5,4 0,8 0,2 1,9 58,8 18,7 2,6 0,9 0,2 0,7 1,6 8,2 5,7 0,8 0,1 1,9 56,7 18,1 1,6 1,2 0,2 0,4 0,6 7,1 6,5 0,4 0,1 6,7 59,2 18,5 2,6 1,9 0,2 0,4 0,4 9,0 5,5 0,8 0,1 0,7 45,6 15,5 6,7 5,2 0,2 4,9 10,5 3,8 2,5 3,5 0,7 0,0 100,1 100,2 99,6 99,1 99,1 TR: Traquita. FO: Fonolita. PO: Pómez de depósito de caída. OB: Obsidiana. BA: Basalto utilizado como comparación. triz es feldespática de textura fluidal, con algo de augita egirínica y opacos. — Traquitas: Fenocristales escasos de feldespato alcalino, augita egirínica y accesorios de biotita y opacos. La matriz es microcristalina a criptocristalina, con feldespato alcalino, opacos y augita egirínica, y vitrea en la obsidiana y el pómez. El basalto que se utiliza como comparación es un basalto plagioclásico (BA) con fenocristales de plagioclasa y augita en una matriz microcristalina con plagioclasa, augita y opacos. Estas fases encontradas por microscopía óptica de transmisión se han corroborado usando la difracción de rayos X. Para medir la viscosidad de las muestras a alta temperatura se ha utilizado la microscopía de calefacción. El diagrama de variación de la viscosidad con la temperatura denota un distinto comportamiento entre las rocas sálicas y el basalto, con menores temperaturas de sinterización y mayores temperaturas de fluidez para las primeras. Asimismo, los materiales más vitreos (OB y PO) comienzan a contraer a temperaturas menores que los cristalinos. Tanto la muestra OB como la PO se pueden considerar «vidrios largos», mientras que las muestras FO y TR se comportan desde el punto de vista de la viscosidad a alta temperatura como «vidrios cortos». En cualquier caso, la viscosidad de estas rocas sálicas varía con la temperatura de una manera menos pronunciada que la del basalto (BA) de referencia. Las muestras fueron pulverizadas y, posteriormente, fundidas en crisoles de platino en un horno eléctrico a una temperatura de 1500°C, durante 30 minutos. Los vidrios obte29 J. C. PEREZ ARENCIBIA, J. DE LA NUEZ VTR 1000° UOh. 10 12 r c xioo MA.> VTR 1000' ^W\MW Fig. 1 .—Diagrama ATD-TG del vidrio-pómez y del vidrio-traquita comparados con el vidrio-basalto. 10 h. VTR 900' 10 h. VTR nidos fueron analizados por DRX de polvo, no observándose la aparición de ninguna fase cristalina. La capacidad de desvitrificación de estos vidrios se ha estudiado por medio de ATD-TG, mostrándose en la figura 1 las curvas resultantes del vidrio-pómez y vidrio-traquita comparadas con las del vidrio-basalto. El ATD de los vidrios «sálicos», en general, no muestra ningún exotérmico apreciable, aunque se observa una deriva positiva de la curva, generalmente por encima de los 850°C. Por lo tanto, la capacidad de cristalización de los vidrios procedentes de la fusión de rocas sálicas es muy baja, como era de esperar debido al comportamiento de la viscosidad con la temperatura. Al contrario, el ATD del vidrio de basalto presenta los tres exotérmicos característicos correpondientes a la cristalización de las fases magnetita, clinopiroxeno y feldespato. Las curvas TG no manifiestan ganancias de peso, a diferencia de las curvas de los vidrios de basalto, que presentan una pequeña ganancia debida a la oxidación de FeO a Fe203. Los vidrios obtenidos anteriormente fueron sometidos a diversos ciclos de tratamiento térmico de temperaturatiempo, con objeto de poner de manifiesto las posibles fases que pudieran aparecer en cada tratamiento, detectándose la aparición de las mismas mediante DRX. Las temperaturas escogidas han sido de 800^ 900° y 1.000°C, y los tiempos de tratamiento variaron entre 10 y 48 horas. A 800 °C ninguna muestra presenta indicios de cristalización. A 900 °C las únicas fases que aparecen son óxidos de hierro (magnetita y/o hematites), excepto para el vidriotraquita (VT), donde también se da clinopiroxeno (fig. 2). A partir de esta temperatura, tanto el vidrio-obsidiana (VO) como el vidrio-fonolita (VF) mostraron signos de reblandecimiento. A 1.000°C y a bajos tiempos de tratamiento (10 horas) 30 AO 35 30 25 20 Fig. 2.—Difractog ramas de la traquita (TR), del vidrio (VTR) y de los materiales obtenidos por tratamientos térmicos de cristalización. F=feldespato. P—clinopiroxeno. M=magnetita. H=hematites. continúan existiendo diferencias entre la cristalización de la muestra VT y las demás niuestras (fig. 3), con claros indicios de formación de feldespatos en la primera, y desaparición de las fases previamente formadas en las muestras VF y VO. Para la misma temperatura anterior y a 48 horas de tratamiento (figs. 2 y 3), se aprecia una importante cristalización en todas las muestras, con la aparición de feldespato y clinopiroxeno en ellas, excepto en VF. Por tanto, la muestra VT fue la que alcanzó un mayor grado de cristalización, por lo que se prolongó su tratamiento térmico hasta un máximo de 140 horas, observándose un mayor y mejor crecimiento cristalino. Además, se aprecia que cristaliza algo de hematites desde las 48 horas de tratamiento térmico a 1.000°C. Esta fase podría formarse en la superficie del material, dando lugar a efectos de irisaciones superficiales (6). Como resultado de estas primeras investigaciones se ha podido comprobar que el comportamiento de estos vidrios «sálicos» difiere notablemente de los obtenidos a partir de la fusión de basaltos, donde a menores teniperaturas y tiempos se aprecian fases cristalinas similares y en mayor proporción (7, 8, 9). Por lo tanto, dada la composición química de los vidrios obtenidos y su baja capacidad de cristalización, se abre la posibilidad de utilización de estas materias BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. YOL. 29 - NUM. 1 Estudio de los materiales vitrocerámicos obtenidos a partir de la fusión de rocas volcánicas sálicas BIBLIOGRAFÍA ,«.^...*v.--^^ VPIOOO* ^8h. VPIOOO" 10h. VP900' lOh. VP ^0 35 25 30 20 29 Fig. 3 .—Difractogramas del pómez (PO), del vidrio (VP) y de los materiales obtenidos por tratamientos térmicos de cristalización. 1. GARCÍA VERDUCH, A. : Materiales obtenidos a partir de rocas y escorias fundidas. Jornadas sobre Cerámica y Vidrio, Serv. Publ. Univ. de Oviedo (1980), pági249-284. 2. KHAN, B . K . ; LADOKHIN, S. V.; BOGATYREVA, Z . D . , y PANYUSHKIN, P . P.: Stone castings from low iron melts. Glass and Ceramics, 24 (1967), 8, 441-443. 3. KUTATELADZE, K. S., y VERULASHVILI, R. D . : Electrical properties of iron-containing glasses, obtained fron natural silicate rocks. Glass and Ceramics, 24 (1967), 8, 435-437. 4. SCHOLES, S.: S. Glass Ceramics in U.R.S.R. Glass Ind., 55 (1974), 20-28. 5. QUESADA, M. L.: Estudio geoquímico de las directrices volcanotectónicas en las Cañadas del Teide, Tenerife, tesis doctoral. Universidad de La Laguna, 1988. 6. RINCÓN, J. M . , y CALLEJAS, P.: Aventurine optical effects produced at the surface of basalt and micaamblygonite glass-ceramics. Rivista della Staz. Sper. Vetro (1989), 1, 153-158. 7. ALFONSO, P.: Mineralogía y aptitudes vitrocerámicas de materiales magmáticos neógenos de Catalunya. Tesis de Licenciatura, Universidad Central de Barcelona, 1985. 8. primas en la industria petrúrgica, si bien la cristalización de estos vidrios debería ser favorecida con la adición de agentes nucleantes. En un próximo trabajo se expondrán las características microestructurales que presentan los materales petrúrgicos obtenidos a partir de este tipo de materias primas. HIDALGO, M . ; CALLEJAS, P., y RINCÓN, J. M . : Mi- crostructure characterization of basalt glass-ceramics. Microstructure 86. Ed. J. Pask and A. Evans. Plenum Publ. Corp. (1988), págs. 117-126. 9. PÉREZ ARENCIBIA, J. C.I Aplicaciones cerámicas y petrúrgicas de materias primas de las Islas Canarias. Tesis doctoral. Universidad de La Laguna, 1988. REFRACTARIOS "ifflTERiKftí PRODUCTOS PYROTERMSA, S.A. ^ REFRACTARIOS TEIDE, S.A. MINAS PROPIAS DE ARCILLAS REFRACTARIAS CHAMOTTAS REFRACTARIAS CLASIFICADAS REFRACTARIOS EXTRA ALUMINOSOS SUPER COMPRIMIDOS ALTA ALUMINA HASTA EL 95% MORTEROS DE UNION LADRILLOS MORTEROS PLÁSTICOS Y ESPECIALES HORMIGONES REFRACTARIOS DENSOS HORMIGONES TIXOTROPICOS BAJOS EN CEMENTO MASAS PLÁSTICAS ENGOBES CARBURO DE SILICIO OFICINAS: José Estivill, 52-54 REFRACTARIOS CRESA, S.A. REFRACTARIOS LIGERO AISLANTES, UTILIZABLES PARA ALTAS TEMPERATURAS EN CARA DIRECTA REFRACTARIOS LIGERO AISLANTES, 2.« CAPA HORMIGONES REFRACTARIOS AISLANTES PIEZAS PORTA-RESISTENCIAS DE HORNOS FIBRAS CERÁMICAS: LANAS SUELTAS MANTAS PLACAS R Í G I D A S PAPELES PIEZAS ESPECIALES SILICATO CALCICO - 08027 BARCELONA m (93) 3 5 1 2 5 1 2 - 3 5 1 2 4 11 - 3 5 2 51 1 1 Télex: 98463 FIRE-E - Telefax: (93) 352 61 66 FABRICAS: LLICÁ DE VALL (Barcelona) CALANDA (Teruel) ENERO-FEBRERO, 1990 31 silos, automatización y control de procesos system-technik s.a. sistemas para manejo de sólidos a granel SYSTEM-TECHNIK, S.A. DEL. CATALUNYA: DEL. ZONA CENTRO: Iñurritza-Torrea Menéndez y Pelayo, 191-4.°, Islas Cíes, 31 Hauswiesentrasse,4 Tfno. (943) 83 06 00* Tfno. (93) 218 10 06 Tfno. (91) 739 92 57 Tfno. 81 91/78 22-3 Télex 38770 SYSTE-E Fax. (93) 21810 06 Fax. (91) 739 92 57 Télex 527126 syste-d Fax. (943) 13 42 03 08012-BARCELONA 28035-MADRID 20880 ZARAUZ (Guipúzcoa) SYSTEM-TECHNIK, G.m.b.H. Fax. 81 91/78 24 D-8912 KAUFERING T R A B A J O EN EL E X T R A N J E R O ¿Quiere usted cambiar de vida? ¿Busca usted trabajo en el extranjero? Aquí tiene el libro que necesita. Encontrará usted allí todas las informaciones sobre casi 1.000 empresas y agencias de colocaciones. Le ofrecemos este libro indispensable para el que busca trabajo. Se encuentran allí todas IsLS informaciones, desde la solicitud de empleo hasta el contrato de trabajo, pasando por informes sobre los permisos de trabajo, los visados, el clima, el nivel de los salarios y las condiciones de vivienda en Europa, en los Estados Unidos, en Canadá, en las Antillas y en Asia Oriental. Si le interesa esta perspectiva, pida por escrito nuestro folleto gratuito que le oroporcionará informaciones más detalladas. Precise usted sus preferencias: D Folleto gratuito D Libro «TRABAJO EN EL EXTRANJERO». Precio: 3.000 ptas. Si le interesa el folleto, le rogamos adjunte a su carta un sobre con su nombre y dirección y que contiene un cupón de franqueo internacional. Nuestra dirección: SH BOKFÖRLAG AB Box 2014 S-135 02 Tyresö, Suecia ¡Atención! ¡No somos una agencia de colocaciones!