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    Activación alcalina de cenizas volantes. Relación entre el desarrollo mecánico resistente y la composición química de la ceniza

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    Alkali-activated fly ash is the primary component of a new generation of high-strength, durable binders with excellent mechanical properties and durability (on occasion bettering traditional Portland cement performance). Moreover, development of these cements may contribute to mitigating CO2 emissions, since the base material is an industrial by-product. The present study was conducted to determine the effect of the composition of the initial materials (SiO2/Al2O3 and Na2O/Al2O3 ratios) on the mechanical properties, nature and composition of the reaction products. The results obtained indicate that there is no linear relationship between these ratios and mechanical strength, but rather a series of optimal values above and below which strength declines. In the specific case of the ratios studied in the present paper, these values were: SiO2/Al2O3= 4.0 and Na2O/Al2O3= 1.0 (molar ratios).Las cenizas volantes activadas alcalinamente constituyen la base de una nueva generación de cementos con muy interesantes propiedades mecánicas, adherentes y durables (a veces incluso mejores que las de los cementos Portland tradicionales). Adicionalmente el desarrollo de estos cementos podría contribuir a mitigar las emisiones de CO2 a la atmósfera, ya que el material base de los mismos puede estar formado por subproductos industriales. En la presente investigación se realizó un estudio para determinar la influencia de la composición de los materiales iniciales (ratios SiO2/Al2O3 y Na2O/Al2O3) en las propiedades mecánicas y en la naturaleza y composición de los productos de reacción. Los resultados obtenidos indican que no existe una relación lineal de dichas ratios con las resistencias mecánicas, sino que existen unos valores óptimos, por encima y debajo de los cuales las resistencias mecánicas disminuyen. En el caso concreto de las ratios estudiadas en el presente trabajo estos valores serian: SiO2/Al2O3= 4,0 y Na2O/Al2O3= 1,0 (relaciones molares

    Diseño de mezcla para morteros de ceniza volante activados alcalinamente

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    Trabajo de investigaciónTrabajo de investigación que se enfoca en el análisis de diferentes diseños de mezcla para morteros de ceniza volante activada alcalinamente, con los cuales se busca identificar los parámetros de diseño más relevantes, unirlos en un solo diseño teórico y finalmente demostrar, desde la teoría, la posibilidad de considerarlo como una opción viable de reemplazo a las mezclas de mortero convencional a base de cemento portland, y con ello contribuir con la disminución en el uso del mismo y por ende, las emisiones de CO2 propias de la industria cementera a nivel mundial.1. INTRODUCCIÓN 2. ANTECEDENTES 3. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. 4. OBJETIVOS 5. METODOLOGÍA 6. MARCO DE REFERENCIA 7. ESTADO DEL ARTE 8. ANALISIS BIBLIOGRAFICO 9. ANALISIS GENERAL 10. FACTIBILIDAD ECONÓMICA. 11. CONCLUSIONES GENERALESPregradoIngeniero Civi

    Concreto a base de cenizas volantes activadas alcalinamente, modificado con nanopartículas de óxido de silicio y dióxido de titanio

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    Trabajo de investigaciónEstudio de la elaboración de un concreto de activación alcalina de cenizas volantes tipo F y el mejoramiento de su resistencia a la compresión mediante la adición de nano partículas de TiO2 en proporción al peso de la ceniza volante, su objetivo es comparar las características físicas y mecánicas de estas dos propuestas y demostrar los aportes de los nanomateriales a este tipo de materiales.INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES 2. MARCO DE REFERENCIA 3. OBJETIVOS 4. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 5. RESULTADOS Y ANÁLISIS 6. CONCLUSIONES 7. RECOMENDACIONES 8. BIBLIOGRAFÍA 9. ANEXOSPregradoIngeniero Civi

    EFICIENCIA DE ACTIVADORES ALCALINOS BASADOS EN DIFERENTES FUENTES DE SÍLICE PARA LA PRODUCCIÓN DE SISTEMAS GEOPOLIMÉRICOS DE CENIZA VOLANTE

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    Se evaluó el comportamiento mecánico y características microestructurales de morteros geopoliméricos, obtenidos con una ceniza volante. Se determinaron condiciones óptimas de diseño, tales como contenido de agua, sílice y tipo de catión alcalino. Utilización de fuentes de silice alternativas permite obtener materiales de elevado desempeño.Rodríguez Martínez, ED. (2009). EFICIENCIA DE ACTIVADORES ALCALINOS BASADOS EN DIFERENTES FUENTES DE SÍLICE PARA LA PRODUCCIÓN DE SISTEMAS GEOPOLIMÉRICOS DE CENIZA VOLANTE. http://hdl.handle.net/10251/13854Archivo delegad

    Reutilización de residuos vítreos urbanos industriales en la fabricación de cementos alcalinos: Activación, comportamiento y durabilidad

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    Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Faculta de Ciencias, Departamento de Química Inorgánica. Fecha de lectura: 23-10-2015This study was conducted against the backdrop of the need for alternative binders, i.e., other than Portland cement, made from industrial by-products such as alkali-activated blast furnace slag or fly ash. The mortars and concretes made from such binders are less environmentally harmful and entail lower energy demands than the respective Portland-based products, while exhibiting higher mechanical strength and durability. Solutions containing NaOH, Na2CO3 or sodium silicate hydrates (waterglass) are the alkalis most commonly used for these purposes. Of the three, sodium silicate hydrate generates alternative systems with the highest mechanical strength and durability. Waterglass manufacture, however, is CO2 emissionintensive and calls for high fusion temperatures. The question that should be posed, then, is whether recent research on alternative binders has delivered truly eco-efficient materials globally considered, or whether further study is required to develop activators other than the ones conventionally used with a view to minimising the environmental impact of the manufacture of sodium silicates. The ultimate aim of the research conducted on the occasion of this PhD. thesis was to find a way to improve the economic and environmental balance of alkaline cements by partially or wholly replacing traditional alkaline activators such as waterglass with urban and industrial waste glass. As an amorphous material with a chemical composition consisting essentially of SiO2 and Na2O, such waste may potentially form part of the waterglass family of alkaline activators. This primary aim was pursued through a series of partial objectives which sought to determine the conditions in which blast furnace slag and fly ash would be most effectively activated with the alternative waste glass solution. The first such objective was to ascertain waste glass solubility in highly alkaline media. That information was then used to establish the optimal conditions for dissolving SiO2 out of the glass and the resulting solution was applied to activate blast furnace slag and fly ash. The conditions defined were: mixed glass; particle size, <45 microns; solvent, for blast furnace slag, 50/50 molar NaOH/Na2CO3 solution (5 % NaO2 by slag mass) and for fly ash 10-M NaOH solution; magnetic stirring time, 6 hours; temperature, 80 ± 2 °C. These results were corroborated by statistical analysis. The aforementioned optimal conditions for waste glass solubility were applied to determine the feasibility of using such solutions as activators in the preparation of alternative pastes, mortars and concretes. In the study of the performance of these materials, their mechanical strength was found to be similar to the strength of materials activated with a commercial sodium silicate. Furthermore, characterisation of the main hydration products, C-A-S-H gel in the blast furnace slag system and N-A-S-H gel in fly ash, showed that the gels forming in the systems activated with the alternative solution were very similar to the ones present in the sodium silicate hydrate-activated materials. Lastly, durability studies based on exposure to aggressive media such as chlorides, carbonation and freeze-thaw showed that alkali-activated slag concretes performed as well as or better than conventional Portland cement concrete. The concretes activated with waste glass solutions delivered results comparable to those for conventionally activated materials, and proved to be even more resistant to freeze-thaw stressLa realización del presente trabajo ha sido posible gracias al apoyo económico prestado a través del proyecto BIA2010-15516 y a la concesión de una beca de Formación de Personal Investigador (FPI, BES- 2011-043554) del Ministerio de Economía y Competitivida

    Comportamiento mecánico y durabilidad de morteros de cenizas volantes activadas alcalinamente

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    En este estudio se emplean mezclas con dosificaciones diferentes, sometiendo dichas mezclas a pruebas de laboratorio que determinaran las propiedades mecánicas y de durabilidad de las probetas de mortero, de esta forma poder dar un estimativo del desempeño y posible uso de dichos morteros. Este proyecto principalmente se encuentra basado en la sustitución de cemento hidráulico convencional, por cenizas volantes activadas alcalinamente, en la producción de mortero, donde se permite obtener un producto que cumple con los requerimientos físicos y mecánicos especificados en las normas NTC. Se trabajaran mezclas con cenizas volantes activadas alcalinamente,provenientes del procesos energéticos de la empresa textilera Fabricato, estas serán activadas alcalinamente con Hidróxido de Sodio (NaOH) y Silicato de Sodio (Na2SiO3) en diferentes proporciones. De este modo, mediante la evaluación del desempeño mecánico y de la durabilidad de las diferentes mezclas de mortero con cenizas volantes activadas alcalinamente, se pretende dar un paso hacia la implementación de materiales ecológicos de bajo impacto.In this study, using mixtures with different dosages, subjecting the mixtures to laboratory tests that determine the mechanical and durability properties of mortar specimens, thus able to give an estimate of the performance and potential use of such mixtures. This project is mainly based on the conventional hydraulic cement replacement by fly ash alkali activated, in the production of mortar, which results in a product that meets the physical and mechanical requirements specified in the rules NTC. The work blends with alkali activated fly ash, from the energetic processes Fabricato textile company, they will be alkali activated with sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2SiO3) in different proportions. Thus, by evaluating the mechanical performance and durability of different mortar mixtures with alkali activated fly ash, is to take a step towards the implementation of low-impact eco-friendly materials.Ingeniero (a) CivilPregrad

    Materias primas alternativas para el desarrollo de nuevos cementos: activación alcalina de vidrios silicoaluminosos

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    Tesis doctoral inédita. Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Inorgánica. Fecha de lectura: 21-03-201

    Incidencia de la temperatura ambiente en la formación de compuestos cementantes mediante la activación alcalina de cenizas de carbón

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    Resumen: En este trabajo se estudió el efecto de la temperatura ambiente en la formación de fases cementantes cuando se activan alcalinamente cenizas de carbón; correlacionando la mineralogía con las resistencias mecánicas. Se caracterizaron dos cenizas de carbón de la misma génesis pero con procesos térmicos diferentes, presentándose, en ambas, módulos de SiO2/Al2O3 entre 2,3 y 2,6 se encontró que es viable la activación con Na(OH) a temperaturas entre 8 °C en adelante, indicando que termodinámicamente el proceso es posible pero con una fuerte influencia de la temperatura en la cinética de reacción. La evolución mineralógica de las pastas de cenizas de carbón activadas, presentaron una alta formación de zeolitas a temperaturas superiores a 18 °C, donde el desarrollo de estas se encuentra ligado a las resistencias mecánicas.Abstract: In this work the effect in ambient temperature was studied the formation of cementitious phases when coal ash alkali activated. Correlating mineralogy and mechanical strength too. Two coal ashes genesis but different processes were characterized, the modules presenting SiO2/Al2O3 for both coal ashes was between 2,3 and 2,6 it was found that the activation is viable whit Na(OH) at temperatures from 8 °C to 38 °C, indicating that the process is thermodynamically possible but with a strong influence of temperature on the reaction kinetics. The mineralogical evolution of coal ash pastes activated showed high formation of zeolites at temperatures above 18 ° C, where the development of these is linked to the mechanical strength.Maestrí

    Empleo de la Eucriptita (LiAlSiO₄) para el control de la expansión térmica de geopolímeros fabricados a partir de residuos vítreos y ceniza volante, para ser utilizados como soporte de películas de fotocatalizadores.

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    Los problemas de la contaminación ambiental han ido cada vez más en aumento debido a las actividades diarias del hombre, ya que se genera un gran número de contaminantes orgánicos e inorgánicos que terminan dañando los mantos acuíferos, las tierras de cultivo y el aire de la atmósfera. Esta situación ha generado un severo deterioro del medio ambiente, como: una erosión creciente por la sobreexplotación de los yacimientos de materias primas, un agotamiento de las fuentes de combustibles fósiles no renovables, contaminación ambiental por las emisiones producidas en los procesos industriales y acumulación de residuos en los alrededores de las ciudades [1]. Por lo antes mencionado, hoy en día la sociedad en general enfrenta el reto de disminuir o prevenir la contaminación del agua, del suelo y del aire, así como desarrollar y emplear fuentes renovables de energía. En este sentido, la mayoría de las investigaciones científicas y tecnológicas relacionadas con la purificación del agua, la disminución de NOX y SOX en el aire y la obtención de energías renovables están llamando considerablemente la atención por el gran impacto positivo que éstas tienen en la sociedad [2]

    Nuevos materiales cementantes basados en la activación alcalina de cenizas volantes: caracterización de geles N-A-S-H en función del contenido de sílice soluble : efecto del Na2SO4

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    En port.: Instituto de Ciencias de la Construcción "Eduardo Torroja" (CSIC)Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Inorgánica. Fecha de lectura: 13-12-200
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