Examinando por Materia "Activación alcalina"
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Publicación Sólo datos Activación alcalina de residuos de minería aurífera de veta para la fabricación de morteros(Fondo Editorial EIA - Universidad EIA, 2021-05-31) Pardo Álvarez, Nicolás Steven; Penagos García, Guillermo León; López Gómez, María Esperanza; Correa Ochoa, Mauricio AndrésLos residuos mineros (RM) generan grandes problemas ambientales debido a la alta y progresiva explotación de minerales y su consecuente disposición. La activación alcalina es un método ampliamente utilizado para la fabricación de materiales de construcción, usando los residuos como materiales cementantes suplementarios. En esta investigación se generaron morteros a partir de RM activados alcalinamente. Se estudiaron residuos de la explotación de minería aurífera de veta, activadas mediante una mezcla de solución NaOH y Na2SiO3. Se fabricaron dos tipos de morteros, uno utilizando el residuo con granulometría original y el otro con el residuo molido, para evaluar la influencia del tamaño de partícula. Además, cada tipo de mortero fue fraguado a 24 y 80 ºC. El análisis de las fases presentes en los morteros se llevó a cabo mediante difracción de rayos X (DRX) y el análisis de la morfología de las superficies de fractura después del ensayo de compresión se llevó a cabo mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). Los resultados mostraron que la resistencia a la compresión es superior en los morteros preparados con los residuos molidos, frente a los morteros con los residuos de granulometría original. En adición, el incremento de la temperatura de fraguado no presentó influencia en la propiedad evaluada.Publicación Acceso abierto Caracterización física de un hormigón geopolimérico curado por CO2.(Universidad EIA, 2019) López Velásquez, Sarah María; Restrepo Montoya, Jose WilliamEn los últimos años la industria de la construcción busca innovar con la creación de nuevos materiales de construcción más amigables con el ambiente y económicos a su vez, de esta búsqueda constante por innovar han resultado los hormigones geopoliméricos. Según el químico Joseph Davidovits (1994), estos hormigones cumplen con la expectativa de innovación debido a que son materialmente amigables con el ambiente y logran mejores resultados comparado con el concreto convencional (Davidovits, 1994). Por lo anterior, realizar investigaciones sobre los hormigones geopolimérico se ha convertido en una tendencia creciente. En este trabajo de grado se describe y analiza la variación de algunas propiedades físicas y mecánicas de un hormigón geopolimérico elaborado con ceniza volante activada alcalinamente con una solución de hidróxido de sodio 14M y adicionando silicato de sodio líquido como fuente complementaria de sílice. Se menciona, en primera instancia, la problemática a tratar desde su concepción hasta sus posibles soluciones, lo que implica el desarrollo de una metodología definida de estudios de casos. Los estudios realizados en este trabajo dan cuenta de los resultados obtenidos en ensayos de resistencia a la compresión, variación gravimétrica, variación volumétrica y absorción de agua. Finalmente, los resultados comparativos, las posibles causas de error y análisis para procesos a posteriori son presentados y discutidos.Ítem Acceso abierto Desarrollo y evaluación de material compuesto aligerado basado en residuos industriales y urbanos para impresión 3D(2024-09) Valencia, A.; Restrepo Montoya, Jose WilliamCon el fin de mitigar el impacto ambiental de la industria, los esfuerzos por adoptar materiales más ecológicos y prácticas de economía circular en el sector de la construcción se han hecho cada vez más necesarios. Esta investigación hace un aporte al respecto, mediante la creación de un material de construcción basado en residuos. Los materiales de desecho, como las cenizas volantes (CV) y los residuos de ladrillo (RL) de arcilla, y pequeñas adiciones de cemento Portland (CP) se aprovechan para crear un aglutinante híbrido con activación alcalina, que a su vez forma un compuesto mediante la incorporación de lodo papelero (LP) como agregado ligero. El objetivo es desarrollar un material con densidad reducida y mejores propiedades de aislamiento térmico, junto con una huella de carbono inferior a la de materiales tradicionales a base de Portland. A partir de una mezcla sólida de CV/RL/CP (en proporciones 45/45/10), se sintetizaron diferentes cementantes híbridos. Utilizando la metodología estadística de superficie de respuesta, se prepararon diferentes soluciones activadoras alcalinas compuestas de silicato de sodio e hidróxido de sodio. Estas soluciones se formularon en función de las proporciones molares de SiO2/Al2O3 y Na2O/SiO2 de los aglutinantes. Se evaluó la resistencia a la compresión a los 28 días y la fluidez en estado fresco de todos los ligantes. Se calculó una regresión de superficie de respuesta para ambas propiedades dentro del rango de relaciones molares seleccionado. Basándose en los modelos, se identificó un cementante optimizado y se llevó a cabo una amplia evaluación de sus propiedades, que abarcó la resistencia a la compresión a una edad temprana, la huella de carbono, consideraciones de coste y el comportamiento en estado fresco. El cementante optimizado mostró una resistencia a la compresión de hasta 50 MPa a los 28 días. Con las relaciones líquido/sólido (l/s) adecuadas, resultó adecuado para aplicaciones de extrusión lineal e impresión 3D. Además, se incorporó a este LP en porciones de 15%, 25% y 35% en volumen. Se evaluaron el comportamiento en estado fresco y las propiedades mecánicas del material compuesto. Este material demostró su idoneidad tanto para la impresión 3D como para la aplicación de extrusión lineal. En particular, mostró una densidad reducida y una mayor conductividad térmica. Estos resultados muestran que es posible integrar flujos de residuos en los materiales de construcción, abriendo camino a prácticas de construcción más rentables y sostenibles, y con una amplia aplicabilidad.Publicación Acceso abierto Evaluación de un cementante activado alcalinamente basado en residuos industriales y urbanos extruido por impresión 3D(Universidad EIA, 2023) Colorado Raigoza, Juan Andrés; Londoño Londoño, Santiago; Valencia Isaza, AndrésRESUMEN: el proyecto propone evaluar una mezcla de cementante activado alcalinamente con el objetivo de reducir los residuos de construcción y aprovechar materiales reciclados en la fabricación de cemento. Además, se busca aprovechar los beneficios de la impresión 3D, como la reducción de costos y el aumento de la eficiencia en la construcción. Para lograr este objetivo, se realizarán ensayos en estado fresco y endurecido de diferentes especímenes con el fin de encontrar un cementante activado alcalinamente que cumpla con las características adecuadas para el montaje en una impresora 3D y que tenga una resistencia apropiada. Estos ensayos incluirán pruebas de fluidez, tiempo de fraguado en estado fresco, y pruebas de resistencia a compresión en estado endurecido del material los cuales se regirán según la Norma Técnica Colombiana (NTC) 111, 118 y 673. La implementación de este proyecto podría tener varios beneficios. En primer lugar, permitiría reducir la cantidad de residuos de construcción, lo que contribuiría a la protección del medio ambiente y a la conservación de los recursos naturales. Además, el uso de materiales reciclados en la fabricación de cemento ayudaría a disminuir la huella de carbono del sector constructivo. Por otro lado, la utilización de la tecnología de impresión 3D en la construcción de viviendas podría proporcionar una solución eficiente y rápida para abordar el desafío de proporcionar viviendas asequibles y accesibles a una gran cantidad de personas. La automatización del proceso constructivo podría reducir los costos de mano de obra y mejorar la seguridad de los trabajadores. Además, la posibilidad de personalizar las estructuras antes de la impresión permitiría adaptarse a las necesidades específicas de cada proyecto. Así mismo, el implementar la tecnología de la impresora 3D permite encontrar una nueva rama de investigación innovadora en Colombia, logrando alcanzar a potencias tales como Estados Unidos, China, Francia, etc., que son países pioneros en el desarrollo de losas, viviendas sociales y construcciones comerciales con distintas impresoras 3D y que apuntan a ampliar las investigaciones a tal punto que el porcentaje de construcción con este tipo de tecnologías aumente. Finalmente, es importante resaltar que los resultados esperados derivan de un avance científico para implementar este tipo de tecnologías en el país. Así mismo se espera que este cementante activado alcalinamente proporcione una alternativa viable mucho más generosa con el ambiente y sea igual de segura que el cemento Portland tradicional.Publicación Sólo datos Evaluación mecánica y mineralógica de un cemento de metacaolín utilizando el método de superficie de respuesta.(Fondo Editorial EIA - Universidad EIA, 2020-02-03) Díaz-Villamil, Carlos Arturo; Alzate-Ramirez, Albert Leonard; Arias-Jaramillo, Yhan PaulEn este trabajo, un cemento alcalino con base en metacaolín colombiano (MK) es desarrollado. Los activadores usados: 15 % en masa de Na2SiO3 y Na(OH) y Ca(OH)2 se variaron en diferentes concentraciones molares siguiendo un diseño experimental estadístico con modelo de superficie de respuesta. La variable respuesta, resistencia mecánica a compresión, se evaluó en especímenes de pasta cilíndricos a 7 y 14 días de curado a 40 °C. Los ensayos de difracción de rayos X identificaron las fases mineralógicas y cementantes presentes en la pasta producto de la síntesis alcalina. Los resultados analizados mediante software estadísticos permitieron, a través de la ANOVA, identificar un alto nivel de significancia en el factor Na(OH) así como el efecto creciente en la variable respuesta, mientras que el Ca(OH)2 presentó un efecto de curvatura en la región explorada. Las resistencias mecánicas logradas del orden de 34 MPa dan cuenta de la formación de fases cementantes al igual que la presencia de zeolitas tipo A (Na2Al2Si11,85O7,7 5,1(H2O)) en los resultados DRX.Publicación Sólo datos Material compuesto de cerámica de activación alcalina (MCA) y celulosa residual (CR) para construcción sostenible elaborado por extrusión y carbonatación con CO2(Universidad EIA, 2022) Urán Ciro, Alejandro; Restrepo Montoya, José WilliamRESUMEN: Este trabajo de grado se enmarcó en cumplir algunas actividades experimentales del proyecto titulado “Desarrollo y evaluación de un material compuesto de matriz cementicia para moldeo por extrusión, basado en residuos industriales y urbanos con capacidad de mineralización de CO2 en la estructura”, financiado por la convocatoria 852-2019 de Minciencias. El alcance del proyecto se orientó a desarrollar un material compuesto de matriz cementicia aligerada con lodo papelero (LP). Que es un residuo de la industria del papel tisú. La matriz cerámica se fabricó mediante activación alcalina de residuales cerámicos; a saber, roturas de ladrillo rojo y ceniza volante. Se diseñaron varios sistemas cementantes para conformar la matriz cerámica, seleccionando aquellas que alcanzan mayor resistencia a la compresión. A la matriz que alcanzó la mayor resistencia se adicionó entre el 15 al 55% en peso de lodo papelero. El reto del proyecto fue determinar la cantidad máxima de lodo papelero que puede adicionarse a la matriz para producir ladrillos aligerados de al menos 7 MPa de resistencia a la compresión. Estos podrían ser usados como unidades de mampostería liviana no estructural con aplicación en muros divisorios, tabiques entre otros. Los compuestos cementicios aligerados que alcanzaron las mejores propiedades físicas, se sometieron a un curado asistido por carbonatación con CO2 para ver si se conseguían mejorar las propiedades mecánicas a través de la formación de carbonatos de calcio.Publicación Acceso abierto Uso de residuos de construcción y demolición como materias primas en la fabricación de un bloque de concreto aligerado con poliuretano para uso en mampostería no estructural(Universidad EIA, 2020) Acosta Martínez, Silvana; Gutiérrez Barrientos, Andrés; Mejía Arcila, Johanna MercedesRESUMEN: Actualmente en el mundo se hace uso de una gran cantidad de recursos naturales y materiales que generan contaminación en nuestro planeta, la mayoría de estos son empleados en el sector de la construcción. No hay duda de que, para lograr una reducción en contaminación, es necesario ocuparse de la sostenibilidad ambiental a largo plazo de la industria de la construcción y de la subsecuente ocupación de las edificaciones (Minvivienda, s.f.). Por esto, mediante el presente trabajo se pretende investigar acerca de la disposición y uso de los residuos de construcción y demolición mediante la implementación de estos como materias primas en la elaboración de un bloque de concreto aligerado con poliuretano, todo esto realizando comparaciones de inclusión de residuos en la matriz de un cemento alternativo cumpliendo con la normativa colombiana de elementos de mampostería no estructural. En el producto final se encontró una resistencia a la compresión de 13,9 MPa y conductividad térmica de 0,74. El bloque cumplió con los requisitos mecánicos de la NTC 4076; Sin embargo, sobrepasó el porcentaje de absorción máximo en un 2,42% dando como resultado un porcentaje de absorción de 17,42%.
