Utilización potencial de una ceniza volante de baja calidad como fuente de aluminosilicatos en la producción de geopolímeros Translated title: Potential Utilization of a Low Quality-Fly Ash as an Aluminosilicate Source in the Production of Geopolymers

Abstract

Este artículo presenta la síntesis de materiales geopolimé-ricos a partir de una ceniza volante de origen colombiano (FA). Se evaluaron diferentes condiciones de activación de esta ceniza mediante el ajuste de los módulos totales de SiO2/Al2O3 y Na2O/SiO2, así como el efecto de la incorporación de dos fuentes de calcio: una escoria granulada de alto horno (GBFS) y un cemento Portland tipo I (OPC). La cinética de las reacciones desarrolladas después de la activación alcalina de la FA se evaluó realizando una calorimetría isotérmica, según la cual los sistemas de mayor alcalinidad exhiben una mayor liberación de calor y un mayor grado de disolución de la fuente primaria. La incorporación de la fuente de calcio modifica la cinética de reacción y el tipo y características de los productos formados tras la activación. El incremento en la relación molar SiO2/ Al2O3 del sistema condujo a obtener materiales con una resistencia a la compresión superior hasta en ∼77 %. En términos generales, la incorporación de una fuente de calcio al sistema contribuye a la adquisición de un mejor desempeño mecánico en todas las edades de curado en estudio. Los resultados evidencian el potencial aprovechamiento de esta FA para producir cementos no convencionales con resistencias a 28 días de curado superiores a los 50 MPa.

Translated abstract

This article presents the synthesis of a geopolymeric material based on a Colombian fly ash (FA). Geopolymers with different total molar SiO2/Al2O3 and Na2O/SiO2 ratios and the inclusion of two source of calcium (a national granulated blast furnace slag and ordinary Portland cement) were evaluated. The reaction kinetic of FA alkali activation was monitored by isothermal calorimetry, which shows the systems with highest alkalinity exhibit higher release of heat and higher dissolution degree of FA. Replacing a percentage of FA by a calcium source (OPC or GBFS) modifies the kinetic and reaction products. A higher SiO2/ Al2O3 molar ratio leads to the production of materials with higher compressive strength up to ∼ 77 %. Overall, the addition of a calcium source contributes significantly to the acquisition of a higher mechanical performance. The results show the potential use of this FA with unprofitable physical and chemical characteristics as a raw material to produce non-conventional cementitious with compressive strength up to 50 MPa at 28 days of curing time.