SÍNTESIS DE GEOPOLÍMEROS Y OBTENCIÓN DE GEOMATERIALES A PARTIR DE DIFERENTES FUENTES DE SÍLICE Y ALÚMINA

publicaciones

Carlos Sotelo Piña

RESUMEN
En los últimos 40 años los geopolímeros y geomateriales han sido visualizados como una prometedora alternativa para la elaboración de productos y materiales cerámicos con propiedades mecánicas similares e incluso superiores que los materiales tradicionales utilizados hoy en día en el campo de la construcción. Sin embargo, a pesar de que se ha investigado mucho sobre las propiedades mecánicas y físicas ofrecidas por estos compuestos elaborados a partir de diversos minerales y residuos industriales, poco se conoce sobre el efecto de las variables de síntesis sobre la composición y estructura química.
En este trabajo se realizó la síntesis y caracterización de geopolímeros a partir de reactivos de alta pureza, con el fin de determinar la eficacia de las técnicas de espectroscopía infrarroja, difracción de rayos X y espectroscopía  fotoelectrónica de rayos X para su caracterización y analizar la reacción química involucrada durante la síntesis. De acuerdo con los resultados obtenidos, cada técnica de caracterización empleada en este proyecto de tesis mostró ser
eficaz para la caracterización de los productos obtenidos y siendo utilizadas de manera complementaria, ofrecen un panorama más completo de la reacción de polimerización ocurrida durante la síntesis.
También se elaboraron geomateriales a partir de diversos compuestos y minerales ricos en sílice y alúmina, entre ellas una arcilla caolinítica de bajo grado del estado de Zacatecas, que, debido a su alto contenido de óxidos de hierro, no tiene ningún uso o beneficio en su estado crudo para la región. Todos los geomateriales obtenidos fueron sometidos a pruebas de esfuerzos físicos. Por otro lado, los geomateriales obtenidos presentaron una resistencia a la
compresión de hasta 34 MPa, ideal para la elaboración de productos alternativos aplicables en el campo de la construcción como morteros, tabiques y tejas de decoración, con un menor consumo energético y siendo más amigables con el medio ambiente.

ABSTRACT
In the last 40 years, geopolymers and geomaterials have been contemplated as a promising alternative for the elaboration of ceramic products and materials with similar and even higher mechanical properties than the traditional materials used today in the field of construction. Nevertheless, most investigations have focused on the mechanical and physical properties offered by these compounds. Moreover, these works have been realized starting off minerals and industrial waste, therefore, few is known about the properties and the reaction mechanism that intervene when these compounds are made from pure reactants.
In this work, synthesis and characterization of geopolymers from high purity reagents was carried out in order to determine the efficiency of infrared spectroscopy, X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy techniques for their characterization and to analyze the reaction chemistry involved during the synthesis. In agreement with the results obtained, every characterization technique used in this thesis project proved to be effective for the characterization of the products as well as being used in a complementary manner, they offer a broader outlook of what occur during the polymerization reaction.
Geomaterials were also made from various compounds and minerals rich in silica and alumina, including a low-grade kaolinite clay from Zacatecas, México, which, due to its high content of iron oxides, does not generate benefits and profits in its raw state. All the geomaterials obtained were subjected to mechanical tests. According to the results obtained, some geomaterials specimens showed an adequate compressive strength to be used for the elaboration of alternative products useful in the field of construction such as mortars, bricks and tiles for decoration, with a lower energy consumption and being more environmentally friendly.

SÍNTESIS DE GEOPOLÍMEROS Y OBTENCIÓN DE GEOMATERIALES A PARTIR DE DIFERENTES FUENTES DE SÍLICE Y ALÚMINA


COMPARTE