Los geopolímeros son inorgánicos , típicamente cerámicos, aluminosilicatos que forman redes de largo alcance, unidas covalentemente, no cristalinas ( amorfas ). Los fragmentos de obsidiana (vidrio volcánico) son un componente de algunas mezclas de geopolímeros. [1] Los geopolímeros producidos comercialmente pueden usarse para revestimientos y adhesivos resistentes al fuego y al calor, aplicaciones medicinales, cerámicas de alta temperatura, nuevos aglutinantes para compuestos de fibra resistentes al fuego, encapsulación de desechos tóxicos y radiactivos y nuevos cementos para hormigón. Las propiedades y usos de los geopolímeros se están explorando en muchas disciplinas científicas e industriales: química inorgánica moderna, química física, coloidequímica, mineralogía, geología y otros tipos de tecnologías de procesos de ingeniería. El campo de los geopolímeros forma parte de la ciencia, la química y la tecnología de los polímeros y constituye una de las principales áreas de la ciencia de los materiales.
Los polímeros son material orgánico, es decir, a base de carbono, o polímeros inorgánicos , por ejemplo, a base de silicio. Los polímeros orgánicos comprenden las clases de polímeros naturales (caucho, celulosa), polímeros orgánicos sintéticos (fibras textiles, plásticos, películas, elastómeros , etc.) y biopolímeros naturales (biología, medicina, farmacia). Las materias primas utilizadas en la síntesis de polímeros a base de silicio son principalmente minerales formadores de rocas de origen geológico, de ahí el nombre: geopolímero . Joseph Davidovits acuñó el término en 1978 [2] y creó la institución científica francesa sin fines de lucro (Association Loi 1901) Institut Géopolymère (Instituto de Geopolímeros).
Según TF Yen [3], los geopolímeros se pueden clasificar en dos grupos principales: geopolímeros inorgánicos puros y geopolímeros que contienen orgánicos, análogos sintéticos de macromoléculas de origen natural . En la siguiente presentación, un geopolímero es esencialmente un compuesto químico mineral o una mezcla de compuestos que constan de unidades repetidas, por ejemplo, óxido de silicio (-Si-O-Si-O-), aluminato de silico (-Si-O-Al- O-), ferro-silico-aluminato (-Fe-O-Si-O-Al-O-) o alumino-fosfato (-Al-OPO-), creado mediante un proceso de geopolimerización. [4] Esta síntesis mineral (geosíntesis) se presentó por primera vez en un simposio de la IUPAC en 1976. [5]
La microestructura de los geopolímeros depende esencialmente de la temperatura: es amorfa a los rayos X a temperatura ambiente, pero evoluciona a una matriz cristalina a temperaturas superiores a 500 ° C. [6]
Se pueden distinguir dos rutas de síntesis: en medios alcalinos (Na + , K + , Li + , Ca 2+ , Cs + y similares); o en medios ácidos con ácido fosfórico , ácidos carboxílicos orgánicos de extractos de plantas ( ácidos acético , cítrico , oxálico y húmico ).
La ruta alcalina es la más importante en términos de investigación y desarrollo y aplicaciones comerciales y se describe a continuación. La ruta ácida se analiza en otra parte. [7] [8]
¿Qué es un geopolímero?
En la década de 1950, Viktor Glukovsky, de Kiev, URSS, desarrolló materiales de hormigón originalmente conocidos con los nombres de "hormigones de silicato de suelo" y "cementos de suelo", [9] pero desde la introducción del concepto de geopolímero por Joseph Davidovits, 1991 , la terminología y las definiciones de "geopolímero" se han vuelto más diversas y, a menudo, conflictivas. Los ejemplos a continuación se tomaron de publicaciones científicas de 2011, escritos por científicos con diferentes antecedentes.
Definiciones del término geopolímero [10]
Para químicos [11]
- '... Los geopolímeros consisten en una estructura polimérica de Si – O – Al, similar a las zeolitas. La principal diferencia con la zeolita es que los geopolímeros son amorfos en lugar de cristalinos. La microestructura de los geopolímeros a escala nanométrica observada por TEM comprende pequeños grupos de aluminosilicatos con poros dispersos dentro de una red altamente porosa. Los tamaños de las agrupaciones oscilan entre 5 y 10 nanómetros ”.
Para químicos de materiales geopoliméricos [12]
- '... La reacción produce SiO 4 y AlO 4 , estructuras tetraédricas unidas por oxígenos compartidos como poli (sialatos) o poli (sialato-siloxo) o poli (sialato-disiloxo) dependiendo de la relación SiO 2 / Al 2 O 3 en el sistema. La conexión de las estructuras tetraédricas se produce a través de enlaces covalentes de largo alcance. Por tanto, la estructura del geopolímero se percibe como una fase amorfa densa que consta de una microestructura de aluminosilicato tridimensional semicristalina ».
Para los científicos del cemento alcalino [13]
- '... Los geopolímeros son estructuras estructurales producidas por la condensación de unidades de aluminosilicato tetraédrico, con iones de metales alcalinos que equilibran la carga asociada con el Al tetraédrico. Convencionalmente, los geopolímeros se sintetizan a partir de una mezcla de dos partes, que consiste en una solución alcalina (a menudo silicato soluble) y materiales sólidos de aluminosilicato. La geopolimerización ocurre a temperatura ambiente o ligeramente elevada, donde la lixiviación de materias primas de aluminosilicato sólido en soluciones alcalinas conduce a la transferencia de especies lixiviadas de las superficies sólidas a una fase de gel en crecimiento, seguida de nucleación y condensación de la fase de gel para formar un sólido. aglutinante.'
Para químicos de cerámica de geopolímeros [14]
- "... Aunque el geopolímero es generalmente amorfo a los rayos X si se cura a presiones y temperaturas estándar, se convertirá en fases cerámicas cristalinas como leucita o polucita al calentarla".
Para los científicos de la cerámica [15]
- '... Los geopolímeros son una clase de cerámicas a base de aluminosilicato totalmente inorgánicas cuya carga se equilibra con óxidos del grupo I. Son geles rígidos, que se fabrican en condiciones relativamente ambientales de temperatura y presión en cuerpos de dimensiones casi netas, y que posteriormente se pueden convertir en materiales cristalinos o vitrocerámicos '.
Síntesis de geopolímeros
¿Coordinación iónica o enlace covalente?
En 1937, WL Bragg publicó un método para clasificar todo tipo de silicatos y sus estructuras cristalinas basado en el concepto de la teoría iónica de Linus Pauling . La unidad fundamental es un complejo tetraédrico que consta de un pequeño catión como Si 4+ o Al 3+ en coordinación tetraédrica con cuatro oxígenos (primera regla de Pauling). Muchos libros de texto explican la geometría del tetraedro SiO 4 4− y otras estructuras minerales determinadas por los tamaños relativos de los diferentes iones.
Esta representación de coordinación iónica ya no se adapta a los requisitos de la química de los geopolímeros que se rige por mecanismos de enlace covalente. Las diferencias entre el concepto iónico (coordinación) y el enlace covalente son profundas. La estructura de doble tetraedro (coordinación) comparte un anión de oxígeno O 2− , mientras que en la estructura molecular Si-O-Si-, el enlace covalente se logra a través de Si y O comparten un solo electrón. [16] Esto da como resultado un vínculo más fuerte dentro de la última estructura. El mineralogista y geoquímico estadounidense GV Gibbs y su equipo estudiaron el enlace polimérico Si-O-Si-O y declararon en 1982-2000: El modelado exitoso de las propiedades y estructuras de la sílice ... da crédito a la afirmación de que un polimorfo de sílice como el cuarzo, puede verse como una molécula gigante unida entre sí esencialmente por las mismas fuerzas que unen los átomos del esqueleto Si-O-Si en una pequeña molécula de siloxano . [17] El término molécula gigante utilizado por GV Gibbs es equivalente a la definición de geopolímero y la expresión pequeña molécula de siloxano describe los oligómeros reales de compuestos de organosilicio bien conocidos como polímero de silicona . Estos oligómeros de siloxano tienen la misma estructura que los oligómeros de silicoaluminato descritos a continuación en este artículo.
La geopolimerización comienza con oligómeros
La geopolimerización es el proceso de combinar muchas moléculas pequeñas conocidas como oligómeros en una red unida covalentemente. Las síntesis geoquímicas se llevan a cabo a través de oligómeros (dímero, trímero, tetrámero, pentámero) que proporcionan las estructuras unitarias reales del edificio macromolecular tridimensional. En 2000, TW Swaddle y su equipo [18] demostraron la existencia de moléculas de aluminosilicato solubles aisladas en solución en concentraciones relativamente altas y pH alto . Una mejora importante en su investigación fue que su estudio se llevó a cabo a temperaturas muy bajas, tan bajas como -9 ° C. De hecho, se descubrió que la polimerización a temperatura ambiente de oligo-sialatos estaba teniendo lugar en una escala de tiempo de alrededor de 100 milisegundos, es decir, de 100 a 1000 veces más rápida que la polimerización de unidades de orto-silicato, oligo-siloxo. A temperatura ambiente o superior, la reacción es tan rápida que no se puede detectar con un equipo analítico convencional.
La imagen muestra 5 oligómeros solubles de la especie K-poli (sialato) / poli (sialato-siloxo), que son las unidades de partida reales de la geopolimerización de aluminosilicato a base de potasio.
Ejemplo de geopolimerización (-Si-O-Al-O-) con metacaolín MK-750 en medio alcalino [19]
Consta de cuatro fases principales que comprenden siete pasos de reacción química:
- Despolimerización alcalina de la capa de poli (siloxo) de caolinita ;
- Formación de especies monoméricas y oligoméricas, incluida la molécula "orto-sialato" (OH) 3 -Si-O-Al- (OH) 3 (nº 1 en la figura);
- En presencia de vidrio soluble (K-polisiloxonato soluble), se obtiene la creación de una estructura cíclica orto-sialato-disiloxo (por ejemplo, # 5 en la figura), por lo que el hidróxido se libera por reacciones de condensación y puede reaccionar nuevamente;
- Geopolimerización ( policondensación ) en oligómeros superiores y redes poliméricas 3D.
La cinética de geopolimerización para Na-poli (sialato-siloxo) y K-poli (sialato-siloxo) son ligeramente diferentes respectivamente. Esto probablemente se deba a las diferentes dimensiones de los cationes Na + y K + , siendo K + más grande que Na + .
Ejemplo de geopolimerización zeolítica (Si-O-Al-O-) con cenizas volantes en medio alcalino [20]
Consta de 5 fases principales
- Etapa de nucleación en la que los aluminosilicatos de la partícula de cenizas volantes se disuelven en el medio alcalino (Na + ), liberando aluminatos y silicatos, probablemente como monómeros .
- Estos monómeros interactúan para formar dímeros , que a su vez reaccionan con otros monómeros para formar trímeros, tetrámeros, etc.
- Cuando la solución alcanza la saturación, precipita un gel rico en aluminio (denominado Gel 1) .
- A medida que avanza la reacción, se disuelven más grupos Si-O de la fuente sólida inicial, aumentando la concentración de silicio en el medio y aumentando gradualmente la proporción de silicio en el gel precursor de zeolita (Gel 2).
- Policondensación en estructuras 3D similares a zeolitas.
Estructuras 3D de geopolímeros
La geopolimerización forma estructuras de aluminosilicato que son similares a las de los minerales formadores de rocas. Sin embargo, existen grandes diferencias. En 1994, Davidovits [21] presentó una estructura teórica para K-poli (sialato-siloxo) (K) - (Si-O-Al-O-Si-O) que era consistente con los espectros de RMN . No muestra la presencia de agua en la estructura porque solo se centró en la relación entre los átomos de Si, Al, Na, K. El agua está presente solo a temperaturas por debajo de 150 ° C - 200 ° C, esencialmente en forma de grupos -OH, mientras que numerosas aplicaciones industriales y comerciales de geopolímeros funcionan a temperaturas superiores a 200 ° C, hasta 1400 ° C, es decir, a temperaturas superiores a la deshidroxilación. . Sin embargo, los científicos que trabajan en aplicaciones de baja temperatura, como los cementos y la gestión de residuos , intentaron identificar la hidratación de los cationes y las moléculas de agua. [22] [23] Este modelo muestra un geopolímero que reaccionó de manera incompleta (a la izquierda en la figura), que involucra grupos Si-OH libres que luego con el tiempo o con la temperatura se policondensarán con Al-OK opuesto, en Si-O-Al-O enlaces de sialato. El agua liberada por esta reacción permanece en los poros, se asocia con la estructura de manera similar al agua zeolítica , o se puede liberar y eliminar. Varios marcos 3D se describen en el libro 'Química y aplicaciones de geopolímeros'. [24] Después de la deshidroxilación (y deshidratación), generalmente por encima de 250 ° C, los geopolímeros se vuelven cada vez más cristalinos (a la derecha en la imagen) y por encima de 500-1000 ° C (dependiendo de la naturaleza del catión alcalino presente) cristalizan y tienen X - patrones de difracción de rayos y estructuras marco idénticas a sus análogos geológicos.
Aplicaciones comerciales
Existe una amplia variedad de aplicaciones potenciales y existentes. Algunas de las aplicaciones de los geopolímeros aún están en desarrollo, mientras que otras ya están industrializadas y comercializadas. Consulte la lista incompleta proporcionada por el Geopolymer Institute. [25] Se enumeran en tres categorías principales:
Resinas y aglutinantes geopolímeros
- Materiales ignífugos, aislamiento térmico, espumas;
- Baldosas cerámicas de bajo consumo energético , artículos refractarios , refractarios de choque térmico;
- Sistemas de resina de alta tecnología, pinturas, aglutinantes y lechadas;
- Biotecnologías (materiales para aplicaciones medicinales);
- Industria de fundición (resinas), utillaje para la fabricación de compuestos de fibras orgánicas;
- Compuestos para reparación y refuerzo de infraestructuras, compuestos de fibra de carbono de alta tecnología resistentes al fuego y al calor para interiores de aviones y automóviles;
- Contención de desechos radiactivos y tóxicos;
Cementos y hormigones geopolímeros
- Materiales de construcción de baja tecnología (ladrillos de arcilla),
- Cementos y hormigones bajos en CO 2 ;
Artes y arqueología
- Artefactos, artes y decoración de piedra decorativa;
- Patrimonio cultural, arqueología e historia de las ciencias.
Resinas y aglutinantes geopolímeros
Davidovits describe la clase de materiales geopoliméricos que comprende: [26]
- Aglutinante de geopolímero a base de Metakaolin MK-750
- fórmula química (Na, K) - (Si-O-Al-O-Si-O-), relación Si: Al = 2 (rango de 1,5 a 2,5)
- Aglutinante de geopolímero a base de sílice
- fórmula química (Na, K) -n (Si-O -) - (Si-O-Al-), relación Si: Al> 20 (rango 15 a 40).
- Aglutinante de geopolímero a base de sol-gel (sintético MK-750)
- fórmula química (Na, K) - (Si-O-Al-O-Si-O-), relación Si: Al = 2
La primera resina de geopolímero se describió en una solicitud de patente francesa presentada por J. Davidovits en 1979. La patente estadounidense, US 4.349.386, se concedió el 14 de septiembre de 1982 con el título Mineral Polymers y métodos para fabricarlos . Básicamente implicó la geopolimerización de silicato soluble alcalino [vidrio soluble o (Na, K) -polisiloxonato] con arcilla caolinítica calcinada (posteriormente acuñado metacaolín MK-750 para resaltar la importancia de la temperatura de calcinación , a saber, 750 ° C en este caso). En 1985, Kenneth MacKenzie y su equipo de Nueva Zelanda, descubrieron la coordinación Al (V) de la caolinita calcinada (MK-750), describiendo un "cambio químico intermedio entre tetraédrico y octaédrico". [27] Esto tuvo una gran contribución para una mejor comprensión de su reactividad geopolimérica.
Desde 1979, la industria química en todo el mundo ha desarrollado una variedad de resinas, aglutinantes y lechadas . [28]
Utilización potencial de materiales compuestos de geopolímeros
Las resinas de geopolímero a base de sílice y a base de metacaolín MK-750 se utilizan para impregnar fibras y tejidos para obtener compuestos de fibra a base de matriz de geopolímero. Estos productos son resistentes al fuego; no liberan humo ni vapores tóxicos. Fueron probados y recomendados por las principales instituciones internacionales, como la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos, la FAA. [29] La FAA seleccionó el compuesto de carbono-geopolímero como el mejor candidato para el programa de cabina resistente al fuego (1994-1997). [30] Los geopolímeros son materiales hospedantes atractivos para inmovilizar los desechos nucleares debido a su alta durabilidad ambiental y flexibilidad a los cambios de composición de los desechos. Ya se utilizan a escala industrial para inmovilizar corrientes de desechos radiactivos difíciles en la República Checa y Eslovaquia. [31] [32]
Material resistente al fuego
La descarga disruptiva es un fenómeno exclusivo de los incendios de compartimentos donde los productos de combustión incompletos se acumulan en el techo y se encienden, lo que provoca la participación total de los materiales del compartimento y señala el fin de la supervivencia humana. En consecuencia, en un incendio de un compartimento, el tiempo hasta la descarga disruptiva es el tiempo disponible para escapar y este es el factor más importante para determinar el riesgo de incendio de un material o conjunto de materiales en un incendio de un compartimento. La Administración Federal de Aviación ha utilizado el tiempo de combustión de los materiales en las pruebas de cabina de aeronaves como base para un criterio de aceptación de liberación de calor y tasa de liberación de calor para materiales de cabina de aeronaves comerciales. La figura muestra cómo la mejor matriz orgánica hecha de termoplásticos de ingeniería alcanza el flashover después del período de ignición de 20 minutos y genera un humo apreciable, mientras que el compuesto de matriz de geopolímero nunca se encenderá, alcanzará el flashover o generará humo en un incendio del compartimiento.
El compuesto de carbono-geopolimero se aplica en los coches de carreras alrededor de las piezas de escape. [33] Esta tecnología podría transferirse y aplicarse para la producción en masa de piezas de automóvil normales (tubos de escape resistentes a la corrosión y similares), así como escudos térmicos. [34] Un conocido fabricante de automóviles ya desarrolló un sistema de tubos de escape de material compuesto de geopolímero. [35]
Cementos geopolímeros
La producción de cemento geopolímero requiere un material precursor de aluminosilicato como metacaolín o cenizas volantes , un reactivo alcalino fácil de usar [36] (por ejemplo, silicatos solubles de sodio o potasio con una relación molar MR SiO 2 : M 2 O ≥ 1,65, siendo M Na o K) y agua (consulte la definición de reactivo "fácil de usar" a continuación). El endurecimiento a temperatura ambiente se logra más fácilmente con la adición de una fuente de cationes de calcio, a menudo escoria de alto horno .
Química del cemento Portland vs química de los geopolímeros
Izquierda: endurecimiento del cemento Portland (PC) mediante la hidratación de silicato de calcio en silicato de calcio hidratado (CSH) y portlandita, Ca (OH) 2 .
Derecha: endurecimiento (fraguado) de cemento geopolimérico (GP) mediante policondensación de oligo- (sialato-siloxo) de potasio en una red reticulada de poli (sialato-siloxo) de potasio.
Categorías de cemento geopolímero
Las categorías comprenden:
- Cemento geopolímero a base de escoria. [37]
- Cemento geopolimérico a base de roca. [38]
- Cemento geopolímero a base de cenizas volantes
- Tipo 1: geopolímero de cenizas volantes activado por álcalis. [39]
- Tipo 2: cemento geopolimérico a base de escoria / cenizas volantes. [40] [41] [42]
- Cemento geopolimérico a base de ferrosialato. [43]
Cemento de geopolímero a base de escoria
- Componentes : metacaolín (MK-750) + escoria de alto horno + silicato alcalino (fácil de usar).
- Composición geopolimérica: Si: Al = 2 de hecho [ cita requerida ] solución sólida de Si: Al = 1, Ca-poli (disialato) (tipo anortita) + Si: Al = 3, K-poli (sialato- disiloxo) (tipo ortoclasa) y CSH Ca-silicato hidratado.
El primer cemento geopolímero desarrollado en la década de 1980 fue del tipo (K, Na, Ca) -poli (sialato) (o cemento geopolímero a base de escoria) y resultó de los desarrollos de investigación llevados a cabo por Joseph Davidovits y JL Sawyer en Lone Star Industries , EE.UU. y dio lugar a la invención del cemento Pyrament®. La solicitud de patente estadounidense se presentó en 1984 y la patente de EE.UU. 4.509.985 se otorgó el 9 de abril de 1985, con el título 'Polímero mineral temprano de alta resistencia'.
Cemento geopolimérico a base de roca
La sustitución de una cierta cantidad de MK-750 por tobas volcánicas seleccionadas produce cemento geopolímero con mejores propiedades y menor emisión de CO 2 que el cemento geopolímero simple a base de escoria. [ cita requerida ]
- Componentes de fabricación: metacaolín MK-750, escoria de alto horno, tobas volcánicas (calcinadas o no calcinadas), relaves de mina y silicato alcalino (fácil de usar).
- Composición geopolimérica: Si: Al = 3, de hecho [ cita requerida ] solución sólida de Si: Al = 1 Ca-poli (disialato) (tipo anortita) + Si: Al = 3-5 (Na, K) -poli (silato-multisiloxo) y CSH Ca-silicato hidratado.
Cementos geopolímeros a base de cenizas volantes
Posteriormente, en 1997, a partir de los trabajos realizados con cementos geopoliméricos a base de escoria, por un lado, y de síntesis de zeolitas a partir de cenizas volantes, por otro, Silverstrim et al. [44] y van Jaarsveld y van Deventer [45] desarrollaron cementos geopoliméricos a base de cenizas volantes. Silverstrim y col. La patente estadounidense 5.601.643 se tituló 'Material cementoso de cenizas volantes y método de fabricación de un producto'.
Emisiones de CO 2 durante la fabricación
Según el experto australiano en hormigón BV Rangan, la creciente demanda mundial de hormigón es una gran oportunidad para el desarrollo de cementos geopoliméricos de todo tipo, con su recuento mucho más bajo de dióxido de carbono CO 2 . [46]
La necesidad de estándares
En junio de 2012, la institución ASTM International organizó un simposio sobre Sistemas de ligantes de geopolímeros. La introducción al simposio dice: [ cita requerida ] Cuando se redactaron las especificaciones de rendimiento para el cemento Portland, los ligantes distintos de Portland eran poco comunes ... Los nuevos ligantes, como los geopolímeros, se están investigando cada vez más, se comercializan como productos especiales y se exploran para su uso en estructuras hormigón. El objetivo de este simposio es brindar una oportunidad para que la ASTM considere si las normas de cemento existentes proporcionan, por un lado, un marco eficaz para una mayor exploración de los aglutinantes de geopolímeros y, por otro lado, una protección confiable para los usuarios de estos materiales .
Los estándares de cemento Portland existentes no están adaptados a los cementos geopoliméricos. Deben ser creados por un comité ad hoc . Sin embargo, para hacerlo, también se requiere la presencia de cementos geopoliméricos estándar. Actualmente, cada experto está presentando su propia receta basada en materias primas locales (residuos, subproductos o extraídas). Es necesario seleccionar la categoría correcta de cemento geopolimérico. El estado de la I + D de geopolímeros de 2012 [47] sugirió seleccionar dos categorías, a saber:
- Cemento geopolimérico a base de escoria / cenizas volantes tipo 2: las cenizas volantes están disponibles en los principales países emergentes;
- y
- Cemento geopolimérico a base de ferrosialato: esta materia prima geológica rica en hierro está presente en todos los países del mundo.
- y
- el reactivo geopolimérico apropiado y fácil de usar.
Aplicaciones de geopolímeros a las artes y la arqueología
Debido a que los artefactos de geopolímero se parecen a la piedra natural, varios artistas comenzaron a moldear en moldes de caucho de silicona réplicas de sus esculturas. Por ejemplo, en la década de 1980, el artista francés Georges Grimal trabajó en varias formulaciones de geopolímeros calcinables. [48]
Piedras de la pirámide egipcia
Con respecto a las aplicaciones arqueológicas, a mediados de los años ochenta, Joseph Davidovits presentó sus primeros resultados analíticos realizados sobre auténticas piedras piramidales. Afirmó que los antiguos egipcios sabían cómo generar una reacción geopolimérica en la fabricación de bloques de piedra caliza reaglomerados. [49] El científico ucraniano GV Glukhovsky respaldó la investigación de Davidovits en su artículo principal para el Primer Pasante. Conf. sobre Cementos y Concretos Alcalinos, Kiev, Ucrania, 1994. [50] Posteriormente, varios científicos y físicos de materiales se hicieron cargo de estos estudios arqueológicos y están publicando sus resultados, fundamentalmente en piedras piramidales. [51] [52] [53] [54]
Cementos romanos
De la excavación de antiguas ruinas romanas, se sabe que aproximadamente el 95% de los hormigones y morteros que constituyen las construcciones romanas consisten en un cemento de cal muy simple, que se endureció lentamente por la acción precipitante del dióxido de carbono CO 2 , de la atmósfera y formación de hidrato de silicato de calcio (CSH). Este es un material de muy débil a medio bueno que se usó esencialmente en la realización de cimientos y en edificios para la población.
Pero para la construcción de sus "ouvrages d'art", especialmente las obras relacionadas con el almacenamiento de agua (cisternas, acueductos), los arquitectos romanos no dudaron en utilizar ingredientes más sofisticados y costosos. Estos excepcionales cementos romanos se basan en la activación cálcica de agregados cerámicos (en latín testa , análogo a nuestro moderno metacaolín MK-750) y tobas volcánicas ricas en álcalis (cretoni, puzolana zeolítica), respectivamente con cal. Se llevaron a cabo investigaciones de espectroscopia MAS-NMR en estos cementos romanos de alta tecnología que datan del siglo II d.C. Muestran su composición geopolimérica. [55]
Templo Kanchi Kailasanathar
El templo Kanchi Kailasanathar del siglo VII del período Pallava puede construirse utilizando un geopolímero que parece arenisca. [56]
Ver también
- Zeolita
Referencias
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Bibliografía
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enlaces externos
- Instituto de Geopolímeros: https://www.geopolymer.org/
- Alianza de geopolímeros: https://web.archive.org/web/20130409024601/http://geopolymers.com.au/