Obtención de materiales geopoliméricos de bajo coste basados en la reutilización de residuos industriales

Resumen

Los materiales geopoliméricos son polímeros inorgánicos ignífugos que desde principios de los años 70 han sido estudiados y desarrollados para numerosas aplicaciones, por sus excelentes propiedades mecánicas, resistencia a altas temperaturas y durabilidad. En esta tesis se han desarrollado materiales geopoliméricos sostenibles, con buenas propiedades mecánicas para su empleo como materiales de construcción y de bajo coste, basándose en la reutilización de diversos residuos industriales de distinta procedencia que abaraten costes y los haga competitivos frente a los materiales de construcción tradicionales. Para ello, se ha profundizado en el estudio de la influencia de diversos parámetros experimentales en la estructura, microestructura y propiedades mecánicas, así como en diversos aspectos cinéticos de la reacción de geopolimerización. Los parámetros estudiados han sido las relaciones molares SiO2/Al2O3 y H2O/Na2O, la naturaleza del catión (Na+, K+) y las temperaturas de curado y secado. Los cambios estructurales se siguieron principalmente por MAS-NMR y DRX, empleando otras técnicas de apoyo como la MEB y DSC. Las propiedades mecánicas estudiadas han sido la resistencia a comprensión y la microdureza y Vickers. También se han optimizado parámetros de procesado en la fabricación de baldosas geopoliméricas mediante un proceso de vibro-comprensión y partiendo de mtacaolín como fuente de Al y Si, y sustitución parcial del mismo por residuos de catalizador de craqueo de petróleo o de lodos rojos generados en el proceso Bayer de obtención de alúmina a partir de bauxista. Se han optimizado dosificaciones y se han fabricado prototipos de baldosas, caracterizando sus propiedades mecánicas basándose en normativa específica de baldosa de hormigón. Se han obtenido baldosas tipo a partir de estos residuos y se ha comprobado que cumplen con específica de baldosa de hormigón. Se han obtenido baldosas tipo A