“Influencia de la temperatura de curado y el porcentaje de ceniza de cascarilla de café sobre la conductividad térmica y tamaño de poro en geopolímeros a base de metacaolín.”
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Date
2024-11
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
El propósito de esta investigación fue estudiar el fenómeno de geopolimerizacimón para la
elaboración de geopolímeros a base de metacaolín, los cuales permitan aislar térmicamente a
las viviendas de las temperaturas bajas del exterior, manteniendo así una temperatura estable y
confortable en el interior de las viviendas, debido a que en las regiones altoandinas las
temperaturas llegan a niveles bajo cero. Las materias primas utilizadas fueron caolín, que se
trituró y calcinó a 700°C para obtener metacaolín (MK), y cáscara de café, que también se
calcinó para obtener ceniza de cáscara de café (CCC). Ambos materiales se tamizaron por la
malla N° 200 para obtener una granulometría uniforme y adecuada de las materias primas.
Posteriormente, fueron activados alcalinamente con NaOH a 8M y conformados en probetas
de 55 mm de diámetro y 10 mm de espesor, para luego ser sometidos a temperaturas de 60°C,
80°C y 100°C. El estudio se centró en determinar cómo influye la variación de la temperatura
y la adición de ceniza de cáscara de café en la conductividad térmica, la resistencia a la
compresión, y el tamaño de poros de los geopolímeros. Los resultados mostraron que las
probetas de MK sin adición de CCC tienden a ser más aislantes térmicos llegando a valores de
0.1294 W/m K y que la adición de CCC y el aumento de la temperatura incrementan la
conductividad térmica del geopolímero llegando a valores de 0.1671 W/m K, mientras que la
resistencia a la compresión se obtuvo un valor máximo de 14.55 Kg/m² y disminuye
significativamente con mayores porcentajes de CCC y temperaturas de curado más altas
llegando a un valor mínimo de 2.62 Kg/m². Además, a temperaturas menores, el tamaño de
poro tiende a reducir, lo cual favorece a que el material sea aislante térmico. Estos efectos
subrayan la necesidad de optimizar las mezclas de materiales y las condiciones de curado para
equilibrar adecuadamente las propiedades térmicas y mecánicas del geopolímero.
Palabras clave: Geopolimero, conductividad térmica, resistencia a la compresión, tamaño de
poro.
ABSTRACT
The objective of this research was to study the geopolymerization phenomenon for the
production of metakaolin-based geopolymers, which could thermally insulate houses from low
external temperatures, thereby maintaining a stable and comfortable indoor temperature. This
is particularly important in the high Andean regions, where temperatures can drop below
freezing. The raw materials used were kaolin, which was ground and calcined at 700°C to
obtain metakaolin (MK), and coffee husk, which was also calcined to obtain coffee husk ash
(CCC). Both materials were sieved through a N°. 200 mesh to achieve a uniform and suitable
particle size. They were then alkalinely activated with 8M NaOH and formed into specimens
with a diameter of 55 mm and a thickness of 10 mm, which were subsequently subjected to
temperatures of 60°C, 80°C, and 100°C. The study focused on determining how variations in
temperature and the addition of coffee husk ash influence the thermal conductivity,
compressive strength, and pore size of the geopolymers. The results showed that MK
specimens without CCC addition tend to be more thermally insulating, with values reaching
0.1294 W/m·K, and that the addition of CCC and the increase in temperature lead to an increase
in thermal conductivity of the geopolymer, reaching values of 0.1671 W/m·K. The maximum
compressive strength was 14.55 kg/m², which significantly decreased with higher CCC
percentages and higher curing temperatures, reaching a minimum value of 2.62 kg/m².
Additionally, at lower temperatures, the pore size tends to reduce, which enhances the
material's thermal insulating properties. These effects highlight the need to optimize material
mixtures and curing conditions to adequately balance the thermal and mechanical properties of
the geopolymer.
Keywords: Geopolymer, thermal conductivity, compressive strength, Pore size.
Description
Keywords
TECHNOLOGY::Engineering physics::Other engineering physics