Optimización de la resistencia mecánica de cementos binarios MK/GBFS activados alcalinamente por Metodología de Superficie de Respuesta
El presente artículo muestra la modelación y optimización de la resistencia a la compresión de un conglomerante no convencional libre de cemento Portland, el cual fue producido a partir de la activación alcalina de una mezcla binaria de un metacaolín (MK) y una escoria siderúrgica de alto horno (GBF...
- Autores:
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Gordillo Suárez, Marisol
Rodríguez, Erich D
Mejia de Gutierrez, Ruby
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2014
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
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- Palabra clave:
- Resistencia de materiales
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El presente artículo muestra la modelación y optimización de la resistencia a la compresión de un conglomerante no convencional libre de cemento Portland, el cual fue producido a partir de la activación alcalina de una mezcla binaria de un metacaolín (MK) y una escoria siderúrgica de alto horno (GBFS). Como factores de estudio se consideró una relación GBFS/(GBFS/MK) entre 0,0-0,8 y una relación molar total SiO2⁄Al2O3 entre 2,8-4,2. La relación SiO2⁄Al2O3 fue ajustada a través de la contribución del precursor (MK+GBFS) y el activador alcalino. La evaluación estadística mediante la metodología de superficie de respuesta (MSR) mostró un efecto significativo entre la relación molar SiO2=Al2O3 y el contenido de GBFS sobre la resistencia a compresión. Complementariamente se desarrolló una caracterización microestructural a través de difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. La incorporación de GBFS incrementó la cinética de reacción y la formación de una estructura más densa y compacta. Estos nuevos productos de reacción le otorgaron al material un mayor desempeño mecánico comparado con los constituidos con un 100% de MK. |
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Gordillo, M., Rodríguez, E.D., Mejía de Gutiérrez, R (2014). Optimización de la resistencia mecánica de cementos binarios MK/GBFS activados alcalinamente por Metodología de Superficie de Respuesta. Ingeniería y Ciencia. 10(19), 197-220. http://red.uao.edu.co//handle/10614/11867 |
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V. Glukhovsky, “Soil silicates. Kiev”, USSR: Gostroiizdat Publish, 1959. J. Davidovits, “Synthesis of new high temperature geo-polymers for reinforced plastics/composites”, 1979. C. Shi, D. M. Roy, and P. Krivenko, Alkali-activated Cements and Concretes. London. U.K.: Taylor & Francis, 2006. F. Puertas, “Cementos de escoria activados alcalinamente: situación actual y perspectivas de futuro”, Materiales de Construcción, vol. 45, no. 239, pp. 53-64, 1995. J. L. Provis and J. S. J. van Deventer, Geopolymers. Structure, processing, properties and industrial applications. Oxford - Cambridge - New Delhi: Woodhead Publishing Limited, 2009. F. Pachecotorgal, J. Castrogomes, and S. Jalali, “Alkali-activated binders: A reviewPart 1. Historical background, terminology, reaction mechanisms and hydration products”, Construction and Building Materials, vol. 22, no. 7, pp. 1305-1314, Jul. 2008. F. Pachecotorgal, J. Castrogomes, and S. Jalali, “Alkali-activated binders: A review. Part 2. 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La evaluación estadística mediante la metodología de superficie de respuesta (MSR) mostró un efecto significativo entre la relación molar SiO2=Al2O3 y el contenido de GBFS sobre la resistencia a compresión. Complementariamente se desarrolló una caracterización microestructural a través de difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. La incorporación de GBFS incrementó la cinética de reacción y la formación de una estructura más densa y compacta. Estos nuevos productos de reacción le otorgaron al material un mayor desempeño mecánico comparado con los constituidos con un 100% de MK.The present article shows the compressive strength modeling and optimization for a non-conventional binder free of clinker, which was produced by the alkali activation of a binary mixture of metakaolin (MK) and a granulated blast furnace slag (GBFS). A GBFS/(GBFS+MK) ratio between 0,0 and 0,8; and the overall SiO2⁄Al2O3 molar ratio from 2,8 to 4,2 were considered as the main factor of this study. Sodium hydroxide and sodium silicate were used as alkali activator. The overall SiO2⁄Al2O3 molar ratio corresponds to the silica and alumina contribution from the precursor (MK+GBFS), as well as the alkali activator used. The statistical assessment through response surface methodology (MSR) showed a considerable effect between the SiO2⁄Al2O3 molar ratio, GBFS content and the compressive strength. Complementary, a microstructural characterization of the materials produced through X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) was performed. The GBFS inclusion leads to an increasing of reaction kinetic and the formation of a more compact structure. These new reaction products gives to the material a higher mechanical performance than those based on a 100% of MK. The study shows the performance prediction in materials with 7 days of curing through the adjustment of some design criteria in order to obtain a binder with a particular mechanical performance.application/pdf24 páginasspaUniversidad EAFITIngeniería y Ciencia. volumen 10, número 19, (enero-junio de 2014); páginas 197-220. ISSN 1794-91652201919710Gordillo, M., Rodríguez, E.D., Mejía de Gutiérrez, R (2014). Optimización de la resistencia mecánica de cementos binarios MK/GBFS activados alcalinamente por Metodología de Superficie de Respuesta. Ingeniería y Ciencia. 10(19), 197-220. http://red.uao.edu.co//handle/10614/11867Ingeniería y cienciaV. Glukhovsky, “Soil silicates. Kiev”, USSR: Gostroiizdat Publish, 1959.J. Davidovits, “Synthesis of new high temperature geo-polymers for reinforced plastics/composites”, 1979.C. Shi, D. M. Roy, and P. Krivenko, Alkali-activated Cements and Concretes. London. U.K.: Taylor & Francis, 2006.F. 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