Evaluación térmica de sistemas geopoliméricos basados en metacaolín con incorporación de humo de sílice y ceniza de cascarilla de arroz
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Palabras clave

Geopolymers
metakaolin
rice husk ash
silica fume
leucite. Geopolímeros
metacaolín
ceniza de cascarilla de arroz
humo de sílice
leucita.

Cómo citar

Villaquirán, M. A., Rodríguez, E., & Mejía de Gutiérrez, R. (2014). Evaluación térmica de sistemas geopoliméricos basados en metacaolín con incorporación de humo de sílice y ceniza de cascarilla de arroz. Informador Técnico, 78(1), 6–11. https://doi.org/10.23850/22565035.64

Resumen

 

Se presentan los resultados obtenidos al someter un material geopolimérico basado en metacaolín a una temperatura de 1.200 °C utilizando como activador alcalino una mezcla de hidróxido de potasio con diferentes fuentes de sílice: un silicato comercial de tipo potásico (SP), ceniza de cascarilla de arroz (CCA) o humo de sílice. Se ajustaron las proporciones de metacaolín y activador en la mezcla para obtener relaciones molares de SiO2/Al2O3 de 2,5 y K2O/SiO2 de 0,28. También se estudió la sustitución del 50% del silicato comercial por CCA y humo de sílice, y se evaluó la resistencia a la compresión después de exponer la mezcla a diferentes temperaturas que variaron entre 300 y 1.200 °C. Se realizaron los respectivos análisis físicos, por ejemplo determinación de cambios volumétricos, y el estudio se complementó con un análisis microestructural realizado mediante difracción de rayos X y microscopia electrónica. A temperatura ambiente, los geopolímeros producidos reportan resistencias mecánicas entre ~30 y ~36 MPa. A 1.200 °C. Se aprecia que los materiales originalmente amorfos sufren una transformación hacia estructuras de naturaleza cristalina, específicamente mediante la formación de leucita y kalsilita. Se destaca el mejor desempeño termomecánico de los geopolímeros con un remplazo del 50% de SP por CCA, el cual luego de su exposición a 1.200 °C retiene el 44% de la resistencia que presenta a temperatura ambiente en comparación con el 26% retenido por el material de referencia.

https://doi.org/10.23850/22565035.64
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Citas

Bell, J. L.; Driemeyer, P.E.; and Kriven, W. M. (2009).

Formation of Ceramics from Metakaolin-Based Geopolymers:

Part I-Cs-Based Geopolymer. Journal of the American Ceramic

Society, 92, 1–8. DOI:10.1111/j.1551-2916.2008.02790.x

https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02790.x

Ben Haha, M.; Le Saout, G.; Winnefeld, F.; and Lothenbach,

B. (2011). Influence of activator type on hydration kinetics,

hydrate assemblage and microstructural development of

alkali activated blast-furnace slags. Cement and Concrete

Research, 41, 301–310.

Bernal, S.A.; Rodriguez, E.D.; Mejía de Gutierrez , R.;

Gordillo, M.; and Provis, J. L. (2011a). Mechanical and

thermal characterisation of geopolymers based on silicate-

activated metakaolin/slag blends. Journal of Materials Science,

, 5477–5486. DOI:10.1007/s10853-011-5490-z

https://doi.org/10.1007/s10853-011-5490-z

Bernal, S.A.; Rodríguez, E.D.; Mejia de Gutierrez, R.; Provis,

J.L., and Delvasto, S. (2011b). Activation of Metakaolin/

Slag Blends Using Alkaline Solutions Based on Chemically

Modified Silica Fume and Rice Husk Ash. Waste and Biomass

Valorization, 3, 99–108. DOI:10.1007/s12649-011-9093-3

https://doi.org/10.1007/s12649-011-9093-3

Bernal, S.A; Bejarano, J.; Garzón, C.; Mejía de Gutierrez,

R.; Delvasto, S.; and Rodriguez, E. (2012). Performance

of refractory aluminosilicate particle/fiber-reinforced

geopolymer composites. Composites Part B: Engineering, 43,

-1928

Duxon, P.; Fernández-Jimenéz, A.; Provis, J. L.;

Lukey, G. C.; Palomo, A., and Deventer, J. S. J. (2006).

Geopolymertechnology: the current state of the art. Journal

of Materials Science, 42, 2917–2933. DOI:10.1007/s10853-

-0637-z

Duxon, P.; Lukey, G. C.; Separovic, F.; and Van Deventer,

J. S. J. (2005). Effect of Alkali Cations on Aluminum

Incorporation in Geopolymeric Gels. Industrial and

Engineering Chemistry Research, 44, 832–839. DOI:10.1021/

ie0494216

Fernández-Jimenéz, A.; Pastor, J. Y.; Martín, A.; and Palomo,

A. (2010). High-Temperature Resistance in Alkali-Activated

Cement. Journal of the American Ceramic Society, 93, 3411–

DOI:10.1111/j.1551-2916.2010.03887.x

https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.03887.x

HE, P.; Jia, D.; Lin, T.; Wang, M.; and Zhou, Y. (2010). Effects

of high-temperature heat treatment on the mechanical

properties of unidirectional carbon fiber reinforced

geopolymer composites. Ceramics International, 36, 1447–

DOI:10.1016/j.ceramint.2010.02.012

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2010.02.012

Kamseu, E.; Rizzuti, A.; Leonelli, C.; and Perera, D. (2010).

Enhanced thermal stability in K2O-metakaolin-based

geopolymer concretes by Al2O3 and SiO2 fillers addition.

Journal of Materials Science, 45, 1715–1724. DOI:10.1007/

s10853-009-4108-1.

Kong, D. L. Y.; Sanjayan, C. J. G.; and Sagoe-Crentsil, K.

(2008). Factors affecting the performance of metakaolin

geopolymers exposed to elevated temperatures. Journal of

Materials Science, 824–831. DOI:10.1007/s10853-007-2205-6

https://doi.org/10.1007/s10853-007-2205-6

Rodriguez, E. D. (2009). Efecto de las relaciones SiO2/Al2O3

y Na2O/SiO2 en las propiedades de sistemas geopoliméricos

basados en metacaolín. Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia, 49,

-40.

Temuujin, J.; Rickard, W.; Lee, M.; and Van Riessen, A.

(2011). Preparation and thermal properties of fire resistant

metakaolin-based geopolymer-type coatings. Journal of

Non-Crystalline Solids, 357, 1399–1404. DOI:10.1016/j.

jnoncrysol.2010.09.063

Tie-Song, L. I. N.; De-Chang, J. I. A.; Pei-gang, H. E.; and

Mei-rong, W. (2009). Thermal-mechanical properties of

short carbon fiber reinforced geopolymer matrix composites

subjected to thermal load. J. Cent. South Univ. Technol, 16,

−0886 DOI:10.1007/s11771

Xu, H., and Van Deventer, J. S. J. (2000). The geopolymerisation

of alumino-silicate minerals. International Journal of Mineral

Processing, 59, 247–266. DOI:10.1016/S0301-7516(99)00074-5

https://doi.org/10.1016/S0301-7516(99)00074-5

Zivica, V. (2006). Effectiveness of new silica fume alkali

activator. Cement and Concrete Composites,l 28 21–25.

DOI:10.1016/j.cemconcomp.2005.07.004

https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2005.07.004

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