Optimización del diseño de la mezcla de hormigón espumado de geopolímero basado en gangue de carbón utilizando la...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería civil
• Construcción sostenible

Sus antecedentes:

• El hormigón geopolímero ofrece una alternativa sostenible al cemento Portland tradicional.
• El gangue y la escoria de carbón son subproductos industriales con potencial para su uso en materiales de construcción.
• El desarrollo de materiales ligeros, aislantes y resistentes es crucial para los edificios energéticamente eficientes.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y optimizar un nuevo concreto espumado de geopolímeros utilizando gangue y escoria de carbón.
• Investigar la influencia de las proporciones de la mezcla en las propiedades mecánicas y térmicas.
• Determinar una combinación óptima para aplicaciones integradas de aislamiento térmico y soporte de carga.

Principales métodos:

• Se utiliza gangue de carbón y escoria como precursores con un activador alcalino compuesto (silicato de sodio e hidróxido de sodio).
• Empleado el diseño Box-Behnken dentro de la metodología de superficie de respuesta para la optimización de la proporción de mezcla.
• Se analizaron las características microstruturales utilizando microscopía electrónica de barrido y se caracterizó la resistencia a la compresión de 28 días y la conductividad térmica.

Principales resultados:

• El contenido de espuma tiene un impacto significativo tanto en el rendimiento mecánico como en el térmico.
• La interacción entre el módulo de silicato de sodio y el contenido de espuma mostró el efecto combinado más significativo.
• La mezcla optimizada (activador alcalino 9,1%, módulo 1,07, agua / aglutinante 0,44, espuma 50%) dio una resistencia a la compresión de 2,30 MPa y una conductividad térmica de 0,0781 W / μK.

Conclusiones:

• El hormigón espumado de geopolímeros optimizado demuestra un equilibrio prometedor entre la resistencia y el aislamiento térmico.
• El rendimiento mejorado está relacionado con una mayor heterogeneidad en la estructura de los poros.
• El material desarrollado es adecuado para aplicaciones de aislamiento térmico integrado y paredes de carga en regiones muy frías.