UNIVERSITAT POLITÈCNICA VALÈNCIA

      

 
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Autor/a: Javier Alejandro Nande Suárez

Defensa:2018

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El cemento portland, es el material más ampliamente usado en la construcción, por ser más barato, tener buena resistencia mecánica y una alta durabilidad. Sin embargo, se observa que en aspectos medioambientales es uno de los más contaminantes en la industria de la construcción, ya que su producción genera una gran cantidad en emisiones de CO2 a la atmósfera. Durante el paso de los años la comunidad científica incrementa los esfuerzos para buscar materiales alternativos al cemento portland y así reducir las emisiones de gases contaminantes. Entre los materiales alternativos podemos encontrar los denominados geopolímeros o cementos activados alcalinamente, los cuales pueden utilizar materiales residuales. Estos geopolímeros pueden incluso ofrecer prestaciones superiores a los del cemento portland. Entre los residuos estudiados para la fabricación de geopolímeros se encuentran los residuos generados por la industria cerámica, y entre ellos, la cerámica sanitaria. La cerámica sanitaria produce grandes cantidades de residuos principalmente debidos a roturas o defectos en la cocción de los artículos sanitarios. Sin embargo, los resultados hasta ahora obtenidos, usándolos como precursor en la preparación de geopolímeros, muestran resistencias mecánicas muy bajas, principalmente cuando se curan a temperatura ambiente (2.2 MPa a 28 días), por lo que es necesario mejorar sus prestaciones usando mezclas de este residuo cerámico junto con algún otro material que tenga mayores prestaciones. En este trabajo se ha planteado usar mezclas de residuos de la cerámica sanitaria junto con un residuo de la industria petroquímica, el catalizador de craqueo catalítico. Previamente al estudio de este material en mezclas geopoliméricas, se hizo un estudio mediante la técnica del estudio del pH y conductividad eléctrica en suspensiones acuosas cal/puzolana, para distintas mezclas ternarias FCC/CS/cal, a fin de analizar la influencia de la cerámica sanitaria en la reactividad de la mezcla. Una vez realizado el estudio anterior, se procedió a la fabricación de morteros de activación alcalina, para los que se utilizaron el residuo de cerámica sanitaria molido (CS) y el catalizador de craqueo catalítico usado (FCC) como materiales precursores en distintas proporciones (100/0 hasta 50/50) y como disolución activadora se utilizó una mezcla de hidróxido de sodio y silicato sódico, estudiando la influencia de las distintas proporciones de silicato de sodio en las mismas. Estos morteros se curaron a diferentes edades de curado y distintas temperaturas, utilizando baño térmico y cámara húmeda. Se analizaron sus valores de resistencia mecánica. También se realizaron pastas con las mismas dosificaciones empleadas en los morteros para realizar ensayos microestructurales como son la termogravimetría y FESEM. Por último, se procedió a sustituir la disolución activadora en alguno de estos morteros, por otra que también contiene otros tipos de residuos muy ricos en sílice, a fin de disminuir todavía más la huella de carbono de estos conglomerantes. En este caso, como precursor se siguieron usando alguna de las mezclas CS/FCC, mientras que en la fabricación de la disolución activadora se utilizó una mezcla de ceniza de cáscara de arroz o residuo de tierra de diatomeas con hidróxido sódico, a fin de fabricar un ¿silicato sódico alternativo¿ necesario para que se produzca la reacción de activación. Los resultados obtenidos en este trabajo final de máster han permitido demostrar que el uso de materiales residuales en conjunto puede emplearse para la generación de matrices geopoliméricas y abre la posibilidad de seguir combinando distintos materiales precursores y activadores para obtener geopolímeros con buenas prestaciones mecánicas y una menor huella de carbono.