Síntesis y caracterización de geopolímeros basados en zeolita natural

Abstract

El material utilizado para la construcción de edificaciones, puentes, cimentaciones de pisos de tipo casero o industrial, etc., es conocido como cemento Portland, y dependiendo de la aplicación existen varios tipos, su gran contaminación ambiental durante su proceso de producción del mismo ha impulsado al desarrollo de nuevos métodos cementantes. Debido a este antecedente, últimamente la tendencia ha sido desarrollar cementos a partir de la activación alcalina de materiales de tipo aluminosilicatos naturales o artificiales. La fuente natural con mayor contenido de elementos aluminosilicatos es la zeolita, la cual para este estudio, fue obtenida en la provincia del Guayas, norte de Guayaquil, Monte Sinaí. En el presente trabajo de tesis se utilizó a la zeolita, la cual fue activada alcalinamente con hidróxido de sodio (ver Apéndice A, tabla 17), para solidificar esta mezcla, fue necesario que el curado dependa de dos variables, las cuales son: tiempo y temperatura dentro de un horno. Acotando que para la conformación de los cubos nos regimos a la norma ASTM C-109 de un cemento hidráulico como referencia bibliográfica ya que no existen normas para el estudio de la zeolita. Para la realización de los ensayos de laboratorio fue necesario la utilización de equipos tales como: Difractómetro de Rayos X, Microscopio Electrónico de Barrido, Analizador Termogravimétrico, Espectroscopia Infrarroja de Transformada de Fourier, Máquina de Ensayos Universales, que ayudaron a estudiar su composición química (cualitativamente y cuantitativamente), visualización de los minerales presentes y de la parte amorfa, cantidad y velocidad de cambio en el peso del material como función de la temperatura, obtención de un espectro infrarrojo de transmisión tanto de la zeolita y de los geopolímeros, respectivamente. Finalmente mediante un modelado molecular en el software Gaussian 09, que ayudó para describir y comprender el comportamiento estadístico y las propiedades de colecciones de moléculas en una escala macroscópica, con la simulación de las vibraciones internas de los átomos a determinada energía absorbida por el sistema. Los resultados mostrados en este estudio, favorecieron la activación alcalina de un material aluminosilicato (zeolita), la estabilidad térmica de un geopolímero, los rangos de picos de los espectros con similaridad de sus valores en la parte teórica respecto a la experimental, las minerales presentes y un alto valor de resistencia mecánica (esfuerzo de compresión).