Proyectos
Determinación de las fracciones reactivas de la sílice y la alúmina en el metacaolín
Resumen
La producción de concreto fabricado con cemento portland convencional (OPC), emite entre 6-8% del dióxido de carbono de origen antropogénico. Para reducir el impacto de estas emisiones se han desarrollado varias estrategias, entre ellas el uso de materiales cementantes alternativos como las puzolanas. Las puzolanas son materiales que por sí mismas no presentan ninguna propiedad cementante, pero que finamente molidas y en presencia de hidróxido de calcio (Portlandita), reaccionan para producir productos de hidratación similares a los obtenidos durante la Hidratación del OPC. La idea detrás del uso de las puzolanas, es aprovechar la producción de Portlandita durante la hidratación del OPC, pues este aparte de producir C-S-H que es el principal producto de hidratación, produce en una reacción secundaria portadita. Este material si bien ayuda a mantener alto el pH del cemento hidratado, no aporta significativamente a las resistencias. Sin embargo, si se remplaza parcialmente el cemento con puzolanas, estas pueden reaccionar con esa Portlandita y generar fases que aporten a la resistencia del cemento. Para garantizar que el remplazo parcial de cemento por puzolanas reduzca las emisiones, se han buscado varias alternativas. Una de las más destacadas, es el uso de arcillas caoliníticas calcinadas o metacaolín. Puesto que, la temperatura de calcinación es de unos 800 oC que es significativamente menor a los 1450 oC que requiere el OPC y sin reacciones de descarbontación como ocurre en el cemento. El problema es que las arcillas caoliníticas puras son costosas, debido a que otras industrias las usan en sus procesos. Por ello, el uso de arcillas de bajo contenido de caolín, se ha vuelto más atractivo. Aunque algunos autores han demostrado que este tipo de arcillas son materiales cementantes alternativos adecuados, lo cierto es que determinar cuan reactivos son estos materiales no es fácil. Además, si bien se puede determinar en términos general cuan reactivo será un metacaolín, no es posible con las normas y métodos disponibles hacer seguimiento al grado de avance de la reacción de sus diferentes fases reactivas. Esto es un problema, pues al no conocer qué ocurre con estas fases durante la hidratación de la mezcla cementante con metacaolín, no es posible afirmar con certeza que fases contribuyen a los productos de hidratación y lo que hoy se hace es una inferir el comportamiento de las fases reacctivas en función de los productos de hidratación, pero esto no es muy preciso, pues el sistema es muy complejo. Todo esto dificulta la predicción del comportamiento de arcillas con bajo contenido de caolín, pues no es claro cómo se comportarán sus fases reactivas y por lo tanto, se evita su uso pues la industria cementera requiere un conocimiento preciso de la mezcla cementante para garantizar la calidad del producto. Así que un método para hacer seguimiento a estas a las fases reactivas del cemento es necesario. En este sentido, para hacer seguimiento de fases reactivas de cemento se ha usado la difracción de rayos X, sin embargo, a diferencia de estas, las fases reactivas en arcillas calcinadas no son cristalinas, son amorfas. Además, los productos de hidratación del cemento también lo son. Es por esto, que esta propuesta plantea usar el método PONCKS (Partial or Not Known Cristal Structure por sus siglas en inglés) que sirve para cuantificar diferentes fases amorfas, de esta manera, durante la hidratación sería posible determinar cuánto de cada fase amorfa sea de la arcilla caolinítica o de los productos de hidratación, hay en todo momento.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria nacional para el fortalecimiento de la formación a través del apoyo a proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Modalidad:Modalidad Única: Proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Responsable