Activación alcalina de mezclas de ceniza volante y escoria de alto horno colombianas y su aplicación en la fabricación de unidades de mampostería estructural (2019)
La creciente necesidad de implementar materiales ambientalmente amigables en la industria de la construcción, ha generado numerosas investigaciones orientadas a la reutilización de subproductos industriales como la ceniza volante, escoria de alto horno, ceniza de cascarilla de arroz entre otras, las cuales presentan propiedades cementantes similares al cemento portland ordinario, pero con la ventaja de una menor generación de CO2 comparado con la cantidad generada durante la producción del cemento portland. En consonancia con lo anterior, se buscó identificar una mezcla cementante compuesta por ceniza volante y escoria de alto horno con una proporción que garantizara una resistencia mecánica adecuada para su implementación en la fabricación de unidades de mampostería estructural. Se realizaron diferentes mezclas de mortero a partir de combinaciones de ceniza volante y escoria de alto horno y dichas combinaciones se sometieron a un proceso de activación mediante una solución alcalina compuesta por Hidróxido de Sodio (NaOH) y Silicato de Sodio (Na2SiO3) en diferentes proporciones y concentraciones. Se identificó la combinación de ceniza volante y escoria de alto horno que mezclada junto con una determinada concentración de NaOH y Na2SiO3 proporciona el comportamiento mecánico adecuado en términos de resistencia a la compresión. Posterior a la selección de la mezcla de mejor desempeño mecánico, se realizó un estudio detallado de dicha mezcla en relación a la trabajabilidad de la mezcla, los efectos de la temperatura de curado y la variación de la resistencia a la compresión con el tiempo. Adicionalmente se realizó una revisión de la microestructura de la Mezcla de mejor desempeño mecánico utilizando el Microscopio Electrónico de Barrido (SEM). La investigación finalizó con la fabricación de unidades de mampostería estructural los cuales se caracterizaron en términos de su densidad, absorción y resistencia a la compresión. A partir de las unidades de mampostería se construyeron muretes utilizando un mortero de pega convencional y se estudió el comportamiento ante cargas axiales y cagas de tensión diagonal. Los resultados obtenidos experimentalmente fueron comparados con un modelo de elementos finitos. Los resultados obtenidos durante la investigación y los cuales están consignados en el presente documento, permiten establecer que los morteros activados alcalinamente presentan un alto potencial de aplicación en la industria de la construcción, principalmente en prefabricados como las unidades de mampostería.