Desarrollo y Evaluación de Rendimiento de Suelo Cementado Fluidizado a Base de Geopolímero Utilizando Fosfoyeso y...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales; Ingeniería Civil; Ciencias Ambientales

Sus antecedentes:

• La utilización de residuos sólidos industriales es crucial para los materiales de construcción sostenibles. Existen desafíos para lograr una calidad de relleno efectiva en espacios confinados de ingeniería civil. Los materiales de solidificación fluidos a partir de residuos industriales ofrecen soluciones para las limitaciones de relleno tradicionales y la eficiencia de los recursos.

Objetivo del estudio:

• Preparar y evaluar el suelo cementado fluidizado a base de fosfoyeso (PFSS) utilizando geopolímeros como aglutinantes. Evaluar la trabajabilidad, la resistencia mecánica y la lixiviación de sustancias tóxicas del PFSS. Investigar los mecanismos de formación de resistencia e inmovilización de metales pesados en el PFSS.

Principales métodos:

• Se utilizó fosfoyeso para sintetizar geopolímeros, reemplazando el cemento en las formulaciones de PFSS. Se evaluaron la trabajabilidad, la resistencia a la compresión, la relación de soporte de California (CBR) y el módulo de resiliencia. Se realizaron análisis microestructurales (reacciones de hidratación, puzolánicas, geopolimerización, carbonatación) y pruebas de lixiviación de metales pesados.

Principales resultados:

• Composición óptima de PFSS: relación agua-sólido de 0.48-0.50, contenido de geopolímero de 12-18%. Logró un rendimiento: fluidez de 160-220 mm, resistencia a la compresión a 28 días de 0.86 MPa, CBR de 8%, módulo de resiliencia de 40 MPa, cumpliendo con los estándares de autopistas de alto grado. Las concentraciones de lixiviación de metales pesados (As, Pb, Cr) cumplieron con los estándares de agua subterránea de Clase III de China.

Conclusiones:

• El PFSS con composición óptima cumple con los requisitos de rendimiento para el relleno de autopistas. La geopolimerización, la hidratación, las reacciones puzolánicas y la carbonatación contribuyen al desarrollo de la resistencia. Una red 3D entrelazada de geles C-S-H, C-A-S-H y etringita (AFt) inmoviliza metales pesados a través de la adsorción y el enlace químico.