Evaluación de fibras y cenizas provenientes de residuos agroindustriales como materias primas para la producción de materiales compuestos con cemento hidráulico

El presente trabajo evaluó la viabilidad de utilizar tres residuos de producción agroindustrial Colombiana generados en grandes volúmenes como elemento de refuerzo de matrices de cemento hidráulico. Las biomasas analizadas fueron el raquis de la palma aceitera o palma africana, el bagazo de caña y la cascarilla de arroz. Se planteó su uso como fibras (Bagazo y raquis), y como cenizas obtenidas por combustión (Las tres biomasas), y por gasificación (Cascarilla y raquis). Para alcanzar el fin señalado, se evaluaron distintos procesos de extracción de las fibras, seleccionándose para ello un tratamiento en NaOH, se aplicó un recubrimiento con KMnO4 con el fin de protegerlas del ataque alcalino de la matriz. Las fibras se caracterizaron estructuralmente empleando difracción de rayos X (XRD), morfológicamente mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), se sometieron a una prueba acelerada de degradabilidad en medio con alta concentración alcalina, se evalúo su resistencia a tracción, el módulo de elasticidad y la elongación, verificando el aporte del recubrimiento a la condición tensional. Se introdujeron a morteros de cemento hidráulico en porcentajes del 0,5% y 1% en peso del compuesto, determinando para estas condiciones la conductividad eléctrica de las muestras y su resistencia a flexión y compresión, obteniendo resultados significativos. Como cenizas, se determinó la temperatura y el tiempo apropiados para combustión de las biomasas, además se evalúo el proceso de su obtención mediante empleo de gasificación. Se caracterizaron estructuralmente por difracción de rayos X (XRD), morfológicamente mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), térmicamente a través de termogravimetría (TGA). Se evalúo su capacidad puzolánica y se determinó su aporte a la resistencia a compresión en pastas, donde reemplazaron al cemento en porcentajes de un 10% hasta un 40%. Las cenizas obtenidas por gasificación fueron las que dieron los mejores resultados. Finalmente, se realizó la evaluación técnica, económica y ambiental del proceso de gasificación empleando el software Aspen Plus V 9.0. Se evaluaron los costos de obtención de cenizas y el costo de morteros adicionados con fibras y concretos con reemplazo de cenizas. Se determinó la viabilidad de empleo de estas biomasas en el contexto colombiano y se demostró la posibilidad del uso de cenizas obtenidas por gasificación para producción de materiales de construcción (Texto tomado de la fuente)

• Autores: Tolosa Correa, Ricardo Augusto
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/62282
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/62282; http://bdigital.unal.edu.co/61306/
• Palabra clave: 6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology; 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering; Fibras; Adiciones; Raquis de palma de aceite; Cascarilla de arroz; Bagazo de caña; Combustión; Gasificación; Materiales compuestos de cemento hidráulico; Conversión de residuos industriales; Fiber; Additions; Rachis of the oil palm; Rice husk; Sugar cane bagasse; Combustion; Gasification; Hydraulic cement composites; Factory and trade waste - Recycling
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