ELABORACIÓN DE GEOPOLÍMEROS EMPLEANDO DESECHOS INDUSTRIALES DE ALUMINOSILICATOS CONCEPTO

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INSTRUMENTOS Y MATERIALES DE LABORATORIO

- Sistema de cubos de polipropileno, dimensiones 5x5x5 cm.

- Vasos de precipitación de plástico.

- Piseta, pinzas y cuchara.

- Probetas de vidrio de 100mL.

- Fuente de acero para pre-calcinación, dimensiones 20 x 30 cm.

- Mascarillas de seguridad

- Guantes térmicos de cuero y quirúrgicos.

- Bolsas plásticas herméticas.

- Papel periódico y cinta adhesiva masking tape.

REACTIVOS

- Hidróxido de Sodio (NaOH)

- Silicato de sodio (Na2SiO3)

EQUIPOS

- Una estufa de convección forzada.

- Un horno eléctrico de mufla (máx. 1000°C).

- Balanza de precisión (máx. 6.00 kg).

- Balanza analítica y agitador magnético.

- Mesa vibratoria de 3600 vpm.

- Un mezclador de mortero.

- Equipo para ensayo de resistencia a la compresión del laboratorio de Fractomecánica y Concreto, de la Escuela de Ingeniería de Materiales.

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MÉTODOS

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Preparación de la pasta.

La preparación y ensayo de las muestras de mortero fueron conforme a Nelson Farro, et al (2016:1-11)5.

Material usado en la preparación de los morteros es ceniza de carbón de lecho fluidizado, con activación térmica por precalentamiento a 500°C durante 3 h y luego enfriamiento al aire. Por consiguiente, a la ceniza ya calcinada y fría, se le sometió a una activación química que consistió en agregar 13,2 mL de NaOH 10 M y 24,76 mL de Na2SiO3 por cada 100 g de ceniza activada térmicamente.

Tabla 02 y 03: Proporciones de los componentes del Geopolímero

Componente

PESO

Cenizas Volantes (gr)

500

Componentes

Volumen mL/100g de CC

Volumen mL/500g de CC

Hidróxido de Sodio (NaOH 10M)

13,2

66

Silicato de sodio (Na2SiO3)

24,76

123,8

Agua (H2O)

9,53

47,65 + 20 (extra)

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Fig. 1 Balanza analítica con muestra y cenizas de carbón

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Fig. 2. Solución de Hidróxido de sodio (NaOH 10 M)

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Fig. 3. Solución de Silicato de sodio (Na2O.2SiO2)

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Forma de mezclado.

Se usó la alternativa B, primero la combinación de los dos activadores alcalinos (NaOH y el Na2SiO3) y mezclarlos en un vaso plástico usando el agitador magnético, a 500 rpm durante 10 minutos. Luego se adicionó esta mezcla a las cenizas junto con el agua, en el mezclador por 15 minutos, con la finalidad de conseguir una mezcla homogénea. Se debe aclarar que se agregó 20 mL de agua adicionales para mejorar la trabajabilidad de la mezcla.

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Fig. 4. Mezclador

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Fig. 5. Mezclador de mortero

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Construcción los morteros.

La mezcla homogeneizada del geopolímero crudo fue vertida en moldes cúbicos de polipropileno a fin de obtener tres probetas cúbicas de 5x5x5 cm por cada grupo, bajo la norma ASTM C 109 6. Para minimizar la formación de burbujas de aire se compactó dando golpes manuales.

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Fig. 6. Vertido de la mezcla en los cubos

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Fig. 7. Rotulación de los geopolímeros

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Desmolde y curado.

Las muestras fueron rotuladas y se realizó un curado térmico, colocándolas en la estufa a 30 °C por 24 horas, seguidamente curadas por 72 horas a 65°C, cuando las muestras fueron lo suficientemente fuertes para el desmolde, se desmoldan y se mantuvieron en el laboratorio por 14 y 28 días a temperatura ambiente.

Todo lo descrito anteriormente se realizó en el laboratorio de Investigación Nº 2 del Departamento de Química, Laboratorio de Fisicoquímica, segundo piso del Pabellón de Química.

[pic 11]

Fig. 8. Geopolímero

- Ensayo de compresión.

Se realizaron dos ensayos de resistencia a la compresión, a los 14 y 28 (bajo la norma ASTM C 349) que consiste simplemente en introducirlas en una maquina perteneciente al laboratorio de Fractomecánica y Concreto, de la Escuela de Ingeniería de