Activación y curado a baja temperatura verde para aglutinantes de geopolímeros de alta resistencia a partir de colas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Geoquímica
• Ingeniería civil

Sus antecedentes:

• Los relaves de diabase (DT) son subproductos industriales de alto contenido de sílice con un uso limitado en los aglutinantes de geopolímeros debido a su baja reactividad y poca dureza.
• El desarrollo de aplicaciones para residuos mineros como el DT es crucial para la gestión sostenible de los recursos y la reducción del impacto ambiental.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la reactividad y la tenacidad de los residuos de diabase para aplicaciones de aglutinantes de geopolímeros.
• Desarrollar un método ecológico y energéticamente eficiente para la utilización de desechos mineros ricos en silicatos.
• Investigar la evolución de la microestructura y las propiedades mecánicas de los geopolímeros derivados de los residuos de diabase tratados.

Principales métodos:

• Estrategia de regulación dual que incluye la activación térmica gradual a baja temperatura (100, 200, 300 °C) de los residuos de diabase.
• Condiciones de endurecimiento estándar (20 ± 2 °C, 95% de humedad relativa) para la formación de aglutinantes de geopolímeros.
• Caracterización mediante difracción de rayos X (XRD), espectroscopia infrarroja de transformación de Fourier (FTIR) y microscopía electrónica de barrido (SEM).
• Pruebas mecánicas, incluidas las medidas de resistencia a la compresión y a la flexión.

Principales resultados:

• La activación térmica descompuso significativamente el anfibol, el piroxeno y la olivina en los residuos de diabase, aumentando la liberación de especies reactivas de Si y Al.
• Se formó una estructura de gel N-A-S-H/C-A-S-H compacta, lo que indica una mayor geopolimerización.
• Las formulaciones geopolímeras optimizadas lograron una resistencia a la compresión de 42,3 ± 1,8 MPa y una resistencia a la flexión de 12,76 ± 1,6 MPa durante 7 días.
• La relación entre la resistencia a la flexión y a la compresión alcanzó 0,308, lo que significa una mejora de la tenacidad.

Conclusiones:

• La estrategia de regulación dual desarrollada mejora efectivamente el rendimiento de los relaves de diabase en los aglutinantes geopolímeros.
• Este enfoque ofrece una vía sostenible y energéticamente eficiente para la reutilización de alto valor de los residuos mineros ricos en silicatos.
• Los aglutinantes geopolímeros resultantes exhiben propiedades mecánicas superiores, lo que contribuye al desarrollo de materiales de construcción sostenibles avanzados.