ELABORACIÓN DE GEOPOLÍMEROS EMPLEANDO DESECHOS INDUSTRIALES DE ALUMINOSILICATOS CONCEPTO

ELABORACIÓN DE GEOPOLÍMEROS EMPLEANDO DESECHOS INDUSTRIALES DE ALUMINOSILICATOS

1. INTRODUCCIÓN

Alrededor del mundo, la generación excesiva de residuos industriales está conllevando a una gran pérdida de recursos y de materias primas. Entre estos residuos industriales se encuentran aquellos provenientes de la combustión del carbón, los cuales se generan en gran cantidad (más de 60 millones de toneladas al año en la Unión Europea, de los cuales el 68 % corresponden a cenizas volantes). 1

De igual forma, en la industria de la construcción debido a la fabricación del clinker del cemento, se impacta negativamente sobre el medio ambiente a través de las emisiones de gases y partículas (la fabricación de una tonelada de cemento genera aproximadamente una tonelada de que se libera a la atmósfera), consumo de materias primas naturales y el alto consumo energético.[pic 1]

Por las razones mencionadas anteriormente, es que en la actualidad diferentes estudios se centran en minimizar la producción de clinker para mezclas de cemento, al adicionar residuos con potencial puzolánico como son las cenizas volantes y catalizador gastado, para un parcial o total reemplazo del cemento Portland. Para que estos residuos tengan un comportamiento similar al del cemento Portland se han estudiado y aplicado diversos tipos de activación como son 2:

• Activación mecánica

 La molienda prolongada es uno de los procedimientos más empleados. Al influir la finura de las cenizas por la vía del efecto de su reactividad con la cal o por el efecto de relleno o ambos.

• Activación térmica

La reactividad de una puzolana puede ser incrementada mediante un óptimo tratamiento térmico, relacionando la temperatura y el tiempo de combustión.

• Activación química

Sustancias como Na2SO4 y CaCl2 son los activadores más eficaces para activar la actividad potencial de materiales puzolánicos.

La durabilidad del mortero es determinante en la sustentabilidad de las infraestructuras, principalmente en obras civiles3, por ejemplo, el objetivo de la vivienda sostenible es ofrecer mejoras en aspectos relacionados con las emisiones de dióxido de carbono y el uso del agua (Lodge, 2009), pero sin comprometer el diseño estructural o la calidad de la construcción.4

El comité Euro- Internacional du Beton (comité – internacional du Beton, 1992) (CEB por sus siglas en francés) señala que la mayoría de los procesos químicos y físicos que influyen en la durabilidad de las estructuras de hormigón, están condicionados por el transporte a través de los poros y las grietas.

En los morteros con adición de cenizas volantes ocurren dos reacciones principales. En la primera se produce gel  C-S-H (C3S2H4) y Portlandita (hidróxido cálcico) por la hidratación del cemento Pórtland. En la segunda, la Portlandita se combina con las cenizas volantes (CV) para formar nuevos geles de C-S-H.

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El resultado suele ser un hormigón con mejores propiedades físicas, resistencia más alta, y mayor densidad. Algunos autores (Naik et al., 1994; Pihlajavaara y Paroll, 1975) indican que las cenizas volantes disminuyen la permeabilidad del hormigón.

En el presente trabajo se realizó con la finalidad de obtener geopolímeros a partir de la sustitución parcial del cemento Portland utilizando desechos industriales (cenizas de carbón de lecho fluidizado y catalizador gastado de craqueo catalítico), y que a la vez brinde mejores rendimientos en la resistencia a la compresión, dentro de los límites de cantidad de adiciones admitidos por la normativa nacional y observar el comportamiento de las probetas, cuando se realizan ensayos de la resistencia a la compresión, a diferentes tiempos de curado de 14 y 28 días. Además se midió el pH y la pérdida de masa durante el tiempo de curado al aire libre.

1. METODOLOGIA Y MATERIALES

1. MATERIALES

En este estudio se utilizó las cenizas volantes producidas como un subproducto por la Empresa papelera Trupal S.A, ubicado en el distrito de Santiago de Cao, provincia de Ascope, en el departamento de La Libertad; además de catalizador gastado de craqueo catalítico de la empresa PETROPERÚ.

Tabla 01. Composición físico química de la ceniza “TRUPAL”

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