Actualmente el uso de nuevos materiales cementantes, en reemplazo del cemento Pórtland (CP), se ha vuelto objeto de fuertes investigaciones. Este tópico investigativo se ha venido desarrollando con una marcada productividad académica en los últimos 15 años. El evidente interés por el desarrollo de este tema está focalizado principalmente en la búsqueda de materiales alternativos que permitan un desarrollo tecnológico, ambiental, económico y social igual o superior al que hoy en día se tiene con la producción y uso del CP. Las investigaciones se han focalizado principalmente en disminuir el consumo energético, las emisiones de CO2, el dimensionamiento de la tecnología de fabricación y aumentar las propiedades que permitan una mayor durabilidad de los cementantes. Siendo el CP uno de los materiales de mayor consumo en el mundo se hace necesario establecer que los materiales llamados sustitutos, sean accesibles y que se presenten en grandes volúmenes. Dentro del grupo de investigación de Química del Cemento y Nuevos Materiales de Construcción de la Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín se vienen desarrollando varias líneas de investigación que atacan algunas de las debilidades que presenta el CP ya sea en su fabricación o desempeño. Una de las alternativas que se vienen desarrollando dentro del grupo es el uso de residuos sólidos como las cenizas de carbón para la fabricación de un nuevo cementante, las cenizas son partículas sólidas muy finas que acompañan los gases de combustión del carbón mineral. La activación alcalina de cenizas, en reemplazo total o parcial del CP, muestra grandes ventajas en propiedades físico-mecánicas cuando se usa como material cementante. Hasta hoy solo se tienen referentes de procesos de activación realizados a temperaturas superiores a 40°C y no se divulga una metodología clara que sugiera la activación alcalina de las cenizas volantes a temperatura ambiente. Otro temática de estudio es la posibilidad de fabricar silicatos cálcicos hidráulicamente activos, por medio del método químico de autocombustión, SHS, para la obtención de un material cementante comparable con la alita (C3S) y la belita (C2S) del CP. Otra línea de investigación que el grupo de química del cemento viene desarrollando en los concretos es la fabricación de concretos ecológicos a partir de residuos industriales como la ceniza volante y áridos reciclados de la industria de la construcción. Esto con el fin de construir módulos formadores de arrecifes artificiales los cuales contribuyen al desarrollo de hábitats adecuados para el crecimiento del ecosistema marino. Los tres proyectos presentados anteriormente: cementos alcalinos, síntesis de silicatos cálcicos por autocombustión y fabricación de concretos ecológicos, buscan principalmente disminuir el consumo energético, las emisiones de CO2 y remplazar parcialmente el uso del CP. A nivel experimental con los cementos alcalinos se buscará evaluar el desempeño de los cementantes obtenidos a diferentes condiciones de concentración del activador, temperatura de curado, relación agua/cementante y tipo de ceniza. En el proceso de síntesis por autocombustión se buscará su viabilidad para fabricar materiales cementantes a través de la relación entre las propiedades de los materiales obtenidos y variables como tamaño y forma de las partículas, composición química, distribución de fases presentes, color y grado de cristalinidad de cada material. Por último la incorporación de desechos industriales y áridos reciclados en la fabricación de concretos supone la obtención de un material ecológico. Se debe estudiar sus propiedades mecánicas, de durabilidad y su comportamiento en el medio marino. El estudio de todos los materiales mencionados anteriormente conduce a profundizar en el conocimiento del desempeño de nuevos cementantes alternativos al CP. El llegar a remplazar parcial o totalmente los cementos convencionales supondrían un menor impacto ambiental. |