Las cenizas volantes construyen una mezcla de cemento verde

17 de septiembre de 2014

por Aaron Bryans, Science Network WA

La investigación de la Universidad de Curtin ha desarrollado un cemento ecológico, conocido como cemento alcalino de puzolana (APC), que contiene una mezcla de cenizas volantes, polvo de cal seco y sulfato de sodio en condiciones específicas de andamiaje.

El estudio, en el que participó la investigadora de posgrado de Curtin y coautora Chandana Kulasuriya, investigó una alternativa para el cemento Portland ordinario (OPC); un cemento convencional que se desarrolló hace más de 100 años y produce una tonelada de dióxido de carbono por cada tonelada de cemento producido.

"Queríamos diseñar un cemento de forma seca que no fuera peligroso ni húmedo y que pudiera almacenarse en bolsas herméticas", dice el Sr. Kulasuriya.

"Cuantas más cenizas volantes pueda usar, [se producirán menos emisiones de dióxido de carbono] y ese es el propósito de la investigación; hasta dónde podemos llegar para reemplazar el cemento ordinario", dice el coautor Dr. Vimonsatit.

El APC, que se fabrica mezclando el material puzolánico (cenizas volantes) con un material básico comercialmente disponible (cal seca), proporciona alrededor del 75 por ciento de la resistencia a la compresión del OPC, en condiciones ambientales de curado.

El equipo de investigación tuvo como objetivo avanzar en un conocido método de material puzolánico en el que los materiales puzolánicos pueden activarse mediante soluciones básicas fuertes.

Los científicos encontraron numerosos problemas relacionados con el tiempo de reacción de la mezcla, lo que resultó en reacciones prolongadas que no cumplían con los estándares de la industria.

"Tuvimos dos problemas con la mezcla, la reacción fue muy lenta y el proceso de endurecimiento fue muy lento, lo que sería demasiado costoso", dice el Sr. Kulasuriya.

"Al poner sulfato de sodio dentro de la mezcla, lo hicimos reaccionar con hidróxido de calcio formando un poco de hidróxido de sodio dentro de la mezcla aumentando el nivel de pH de la mezcla.

"Dado que el hidróxido de sodio se produce dentro de la mezcladora, no se comporta de manera tan peligrosa, por lo que rompe las fases de vidrio de las cenizas volantes y brinda la oportunidad de que el hidróxido de calcio reaccione con ellas y produzca el compuesto cementante conocido como hidrato de silicato de calcio (CSH )."

Los investigadores también tuvieron la tarea de encontrar un mecanismo para mantener la mezcla hasta que se endureciera.

Después de una larga investigación sobre los andamios, decidieron que un material para andamios conocido como Clinker, que reacciona con el agua para producir hidrato de silicato de calcio, sería la mejor opción.

"Mezclamos un poco de OPC con el mezclador, y se mezcló muy bien y, como las propiedades eran las mismas, no se desarrollaron grietas, pero como se mencionó antes, también tenemos que investigar muchos otros aspectos", dice el Sr. Kulasuriya.

Más información:Chandana Kulasuriya, Vanissorn Vimonsatit, WPS Dias, P. De Silva, "Diseño y desarrollo de cemento alcalino de puzolana (APC)", materiales de construcción y construcción, volumen 68, 15 de octubre de 2014, páginas 426-433, ISSN 0950-0618, dx .doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.095.

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