Desarrollo de morteros de construcción con geopolímeros obtenidos a partir de suelos degradados por la minería en El Bajo Cauca Antioquia
Publicado 2023-06-17
Palabras clave
- geopolímero,
- activador alcalino,
- morteros,
- suelos degradados,
- residuos mineros
- ceniza volante ...Más
Cómo citar
Derechos de autor 2023 Revista UIS Ingenierías
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-SinDerivadas 4.0.
Resumen
En el presente trabajo fueron obtenidos morteros con geopolímero a partir de suelos degradados de la actividad minera como proceso de economía circular. Para ello, se realizó inicialmente una clasificación granulométrica del suelo degradado que permitió obtener partículas con tamaños menores a 750 µm, las cuales fueron utilizadas en la mezcla como agregados finos. Para la fase cementante, se utilizaron mezclas de suelo degradado con tamaños menores a 45 µm (obtenido mediante un proceso de molienda del agregado fino) y ceniza volante (con tamaño < 45 µm), activadas alcalinamente. El tamaño de partícula de los suelos fue determinado por difracción láser. Además, se realizó una evaluación química de los precursores de geopolímero mediante Fluorescencia de rayos X y se utilizó la microscopia electrónica de barrido tanto para el análisis de los suelos como de los morteros con geopolímero fabricados; también se realizaron pruebas de densidad y resistencia a la compresión. Los resultados obtenidos indican la obtención partículas de suelo molido con tamaños menores a 45 µm en porcentajes mayores al 91,7%, las cuales presentaron un alto contenido de aluminosilicatos: SiO2 (81,7 % en peso) y Al2O3 (12,51 % en peso). Además, se observó una morfología de granos irregulares y bastones en los morteros con geopolímeros desarrollados.
Descargas
Referencias
- J. L. O. Rivera, J. J. M. Galvis, “Producción y exportaciones de metales preciosos en Colombia,” 2019.
- L. N. Beltrán-Rodríguez, J. M. Larrahondo, D. Cobos, “Tecnologías emergentes para disposición de relaves: oportunidades en Colombia,” Boletín Ciencias la Tierra, no. 44, pp. 5–20, 2018, doi: https://doi.org/10.15446/rbct.n44.66617
- B. C. McLellan, R. P. Williams, J. Lay, A. van Riessen, G. D. Corder, “Costs and carbon emissions for geopolymer pastes in comparison to ordinary portland cement,” J. Clean. Prod., vol. 19, no. 9–10, pp. 1080–1090, 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.02.010
- MARCY ELIZABETH VALENZUELA HERRERA, “Estudio experimental de geopolímeros sintetizados a partir de puzolana natural,” Universidad de Chile, 2013.
- J. Coreño-Alonso, M. Méndez-Bautista, “Relación estructura-propiedades de polímeros,” Educ. Química, vol. 21, pp. 291–299, 2010, doi: https://doi.org/10.1016/S0187-893X(18)30098-3
- J. A. M. Canabal, A. J. M. Carvajal, “Aprovechamiento de desechos de ladrillo para la síntesis de geopolímero,” trabajo de grado, Universidad del Valle, 2015.
- L. A. V. Coraspe, “Situación actual de la síntesis y utilización de geopolímeros,” Gac. técnica, vol. 22, no. 2, pp. 23–38, 2021.
- S. A. D. Suarez, “Desarrollo de un procedimiento para la elaboración de geopolimeros optimizados,” trabajo de grado, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 2018.
- G.-M. Tsaousi, K.-M. Sakkas, D. Panias, “Development of advanced materials from industrial waste, with high thermal performance,” Constr. Build. Mater., vol. 315, p. 125779, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125779
- J. L. Provis, J. S. J. van Deventer, “Geopolymerisation kineticsReaction kinetic modelling,” Chem. Eng. Sci., vol. 62, no. 9, pp. 2318–2329, 2007, doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2007.01.028
- M. Torres-Carrasco, F. Puertas, “La activación alcalina de diferentes aluminosilicatos como una alternativa al Cemento Portland: cementos activados alcalinamente o geopolímeros,” Rev. Ing. construcción, vol. 32, no. 2, pp. 05–12, 2017, doi: https://doi.org/10.4067/S0718-50732017000200001
- J. D. Yepes, O. N., Bedoya, C. M. & Gómez, “Hacia un avance ambiental y tecnológico de la construcción con tierra como patrimonio futuro. Del bloque de suelo cemento (bsc ) al bloque de tierra con geopolímeros (btg )Em direção a um progresso ambiental e tecnológico da construção com terra como hera,” [Online]. Available: http://hdl.handle.net/10554/23195
- A. G. G. TORRES, “Obtención y caracterización de geopolímeros sintetizados a partir de la escoria granulada de alto horno como uso alternativo del cemento Portland,” trabajo de grado, Universidad Nacional de Colombia, 2017.
- L. Zhang, S. Ahmari, and J. Zhang, “Synthesis and characterization of fly ash modified mine tailings-based geopolymers,” Constr. Build. Mater., vol. 25, no. 9, pp. 3773–3781, Sep. 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.04.005
- P. Duxson, J. L. Provis, G. C. Lukey, S. W. Mallicoat, W. M. Kriven, J. S. J. van Deventer, “Understanding the relationship between geopolymer composition, microstructure and mechanical properties,” Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., vol. 269, no. 1–3, pp. 47–58, 2005, doi: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2005.06.060
- J. Kiventerä, L. Golek, J. Yliniemi, V. Ferreira, J. Deja, and M. Illikainen, “Utilization of sulphidic tailings from gold mine as a raw material in geopolymerization,” Int. J. Miner. Process., vol. 149, pp. 104–110, Apr. 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.minpro.2016.02.012
- M. A. Longhi, E. D. Rodríguez, B. Walkley, Z. Zhang, A. P. Kirchheim, “Metakaolin-based geopolymers: Relation between formulation, physicochemical properties and efflorescence formation,” Compos. Part B Eng., vol. 182, p. 107671, Feb. 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107671
- P. Ambiente, “Materiales zeoliticos obtenidos a partir de cenizas volantes activadas por fusión alcalina Zeolitic materials obtained from fusion activated fly ashes,” en XII Jornadas Argentinas de Tratamientos Minerales, pp. 285–290, 2014.
- P. Kinnunen et al., “Recycling mine tailings in chemically bonded ceramics – A review,” J. Clean. Prod., vol. 174, pp. 634–649, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.280
- Y.-M. Liew, C.-Y. Heah, A. B. Mohd Mustafa, H. Kamarudin, “Structure and properties of clay-based geopolymer cements: A review,” Prog. Mater. Sci., vol. 83, pp. 595–629, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2016.08.002
- M. M Giraldo, J. Tobón, “Evolución mineralógica del cemento portland durante el proceso de hidratación,” Dyna, vol. 73, no. 69-82, 2006.
- T. Pique, A. Vázquez, “Uso de Espectroscopía Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) en el estudio de la hidratación del cemento,” Concreto y Cem. Investig. y Desarro., vol. 3, pp. 62–71, 2012.