Farro Pérez, Nelson WilliansRodriguez Castañeda, GianellaSigüeñas Leon, Carmen Rosa2024-02-232024-02-232023https://hdl.handle.net/20.500.14414/20811La presente investigación tiene la finalidad de determinar y evaluar la influencia que tiene la relación en volumen de Na₂SiO₃/NaOH y el porcentaje en masa de cal en la resistencia a la compresión de geopolímeros a base de cenizas y catalizador gastado de craqueo catalítico, curados al ambiente sin necesidad de la activación térmica. Con la eliminación de esta etapa, se evita el consumo de energía eléctrica, haciendo más sencilla, asequible y sostenible su elaboración, como material estructural. Las cenizas fueron suministradas por la empresa TRUPAL S.A. y constan de una mezcla de 40% de cenizas de bagazo de caña y 60% de cenizas volantes de carbón; mientras que el catalizador, proviene de la planta de refinación de Petroperú S.A en Talara. Las cenizas fueron sometidas a precalcinación a 650°C con la finalidad de eliminar el porcentaje de inquemados. Posteriormente, tanto las cenizas como el catalizador fueron activados mecánicamente, en un molino de bolas, durante 2 horas. Luego se procedió a la elaboración de geopolímeros, para lo cual se usó un porcentaje de catalizador constante y se varió el porcentaje de cenizas añadiendo 2%, 4% y 6% de cal, y como activantes alcalinos se utilizó Na₂SiO₃ (MS: 2.5) y NaOH 12 M con relaciones en volumen de Na₂SiO₃/NaOH de 65/35 y 69/31. Las probetas cúbicas fueron curadas al ambiente durante 14 y 28 días para posteriormente ser ensayadas en su resistencia a la compresión. Adicionalmente, se realizó un análisis de Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) a los especímenes que alcanzaron las resistencias a la compresión más altas para comprobar si se llevó a cabo la reacción de geopolimerización. Se observó que la proporción de Na₂SiO₃/NaOH=65/35 fue la que más altos valores de resistencia generó, asimismo, se evidenció que el incremento del porcentaje de cal en la mezcla produjo una disminución en la resistencia; siendo 23.40 MPa el valor más alto de resistencia obtenido. Los análisis demostraron que se logró la geopolimerización de los materiales precursores a temperatura ambiente. ABSTRACT The purpose of this research is to determine and evaluate the influence of the volume ratio of Na₂SiO₃/NaOH and the percentage by mass of lime on the compressive strength of, fly ash and spent fluid catalytic cracking catalyst based geopolymers, ambient cured without the need for thermal activation. The elimination of this step avoids the consumption of electrical energy, and makes the elaboration of geopolymer easier, more affordable and more sustainable, as a structural material. The ashes were supplied by TRUPAL S.A. and consist of a mixture of 40% sugarcane bagasse ash and 60% coal fly ash, while the catalyst comes from the refining plant of Petroperú S.A. in Talara. The ashes were subjected to precalcination at 650°C in order to eliminate the percentage of unburned carbon. Subsequently, ashes and catalyst were mechanically activated for 2 hours in a ball mill. The geopolymeric mixtures consisted of a constant 25% catalyst percentage while the ash percentage was varied by adding 2%, 4% and 6% lime. Na₂SiO₃ (MS: 2.5) and 12M NaOH were used as alkaline activators in two volume ratios of Na₂SiO₃/NaOH: 65/35 and 69/31. The cubic specimens were ambient cured for 14 and 28 days and then tested for compressive strength. In addition, an FTIR analysis was carried out to verify the geopolymerization reaction in the specimens that reached the highest compressive strengths to check if the geopolymerization reaction took place. For this investigation it is observed that the proportion of Na₂SiO₃/NaOH=65/35 was the one that generated the highest resistance values, and the increase in the percentage of lime in the mixture produced a decrease in resistance; being 23.40 MPa the highest value of resistance to compression obtained. Analyses proved that the precursor materials achieved geopolymerization at room temperatureTABLA DE CONTENIDOS 1. INTRODUCCIÓN.........................................................................................................................1 1.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA..............................................................................................1 1.2. ANTECEDENTES................................................................................................................2 1.3. MARCO TEÓRICO ..............................................................................................................6 1.3.1. CENIZAS VOLANTES .................................................................................................6 1.3.2. CATALIZADOR GASTADO DE CRAQUEO CATALÍTICO ..........................................8 1.3.3. CAL HIDRATADA ........................................................................................................8 1.3.4. GEOPOLÍMEROS........................................................................................................8 1.3.5. PROCESO DE GEOPOLIMERIZACIÓN......................................................................9 1.3.6. COMPONENTES DE GEOPOLÍMEROS...................................................................10 1.3.7. OBTENCIÓN DE GEOPOLÍMEROS..........................................................................10 1.3.8. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.........................................................................12 1.3.9. FACTORES CON INFLUENCIA EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE GEOPOLÍMEROS......................................................................................................................12 1.3.10. DIFRACCIÓN DE RAYOS X......................................................................................13 1.3.11. ESPECTROSCOPIA INFRARROJA POR TRANSFORMADA DE FOURIER (FTIR) 13 1.4. OBJETIVOS.......................................................................................................................14 1.4.1. OBJETIVO GENERAL ...............................................................................................14 1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS......................................................................................14 2. MATERIALES Y MÉTODO........................................................................................................15 2.1. MATERIALES ....................................................................................................................15 2.1.1. MATERIAL PRECURSOR .........................................................................................15 2.1.2. MATERIAL DE LABORATORIO ................................................................................16 2.1.3. REACTIVOS ..............................................................................................................16 2.2. MÉTODO...........................................................................................................................18 2.2.1. PRECALCINACIÓN DE CV+CBCA ...........................................................................18 2.2.2. ACTIVACIÓN MECÁNICA .........................................................................................18 2.2.3. ELABORACIÓN DE LOS GEOPOLÍMEROS.............................................................18 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................................................22 3.1. PRECALCINACIÓN DE CENIZAS VOLANTES.................................................................22 3.1.1. PÉRDIDA POR INQUEMADOS DE CENIZAS PRECALCINADAS ...........................22 3.1.2. EFECTO DE LA PRECALCINACIÓN EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS viii CENIZAS22 3.2. COMPOSICIÓN MINERALÓGICA DE CENIZAS A TRAVÉS DE DIFRACCIÓN DE RAYOS X. 23 3.3. MEZCLADO DE PASTAS GEOPOLÍMERICAS.................................................................24 3.4. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.................................................................................25 3.4.1. INFLUENCIA DE LA PROPORCIÓN DE Na₂SiO₃/NaOH EN LA SOLUCIÓN ALCALINA ACTIVANTE (SAA) EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN............................25 3.4.2. INFLUENCIA DEL PORCENTAJE EN MASA DE CAL DE LAS MEZCLAS GEOPOLIMÉRICAS EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ............................................29 3.5. COMPORTAMIENTO DEL AGUA .....................................................................................30 3.6. RELACIONES MOLARES .................................................................................................32 3.7. PÉRDIDA DE MASA..........................................................................................................34 3.8. TIPOS DE FRACTURA......................................................................................................36 3.9. ANÁLISIS DE ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA POR TRANSFORMADA DE FOURIER DE GEOPOLÍMEROS....................................................................................................................37 3.10. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE VARIANZA FACTORIAL ANOVA SOBRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN......................................................................................................................39 3.11. RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN SEGÚN NORMATIVA...........................................39 3.12. VARIACIÓN EN EL PORCENTAJE DE CATALIZADOR GASTADO EN GEOPOLÍMEROS CON MAYORES RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN...............................................................41 4. CONCLUSIONES ......................................................................................................................47 5. RECOMENDACIONES..............................................................................................................48 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................................................................50 7. ANEXOS....................................................................................................................................57application/pdfesinfo:eu-repo/semantics/openAccessTECHNOLOGY::Geopolímero, cenizas volantes, cenizas de bagazo de caña azúcar, catalizador gastado de craqueo catalítico, cal, solución alcalina activante, curado ambiental, resistencia a la compresióninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.00