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Geopolímero

Imagen SEM de un gránulo de geopolímero preparado a partir de metacaolín mediante activación alcalina para su posterior uso como adsorbente. Un geopolímero es un material inorgá...

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Imagen SEM de un gránulo de geopolímero preparado a partir de metacaolín mediante activación alcalina para su posterior uso como adsorbente.

Un geopolímero es un material inorgánico , a menudo de tipo cerámico , que forma una red estable, unida covalentemente , no cristalina o semicristalina, mediante la reacción de materiales de aluminosilicato con una solución alcalina o ácida. Muchos geopolímeros también pueden clasificarse como cementos activados alcalinamente o aglutinantes activados ácidamente. [ 1 ] Se producen principalmente mediante una reacción química entre un polvo de aluminosilicato químicamente reactivo, como el metacaolín u otros polvos derivados de arcilla, puzolana natural o vidrios adecuados, y una solución acuosa ( alcalina o ácida ) que provoca que este polvo reaccione y se reforme en un monolito sólido. La vía más común para producir geopolímeros es mediante la reacción del metacaolín con silicato de sodio , que es una solución alcalina, pero también son posibles otros procesos. [ 2 ]

El término geopolímero fue acuñado por Joseph Davidovits en 1978 debido a los minerales formadores de rocas de origen geológico utilizados en el proceso de síntesis. [ 3 ] Estos materiales y la terminología asociada se popularizaron durante las décadas siguientes gracias a su trabajo con el Institut Géopolymère (Instituto de Geopolímeros) . [ 3 ]

Los geopolímeros se sintetizan en una de dos condiciones:

La ruta alcalina es la más importante en términos de investigación y desarrollo y aplicaciones comerciales. También se han publicado detalles sobre la ruta ácida. [ 4 ] [ 5 ]

Los geopolímeros producidos comercialmente pueden utilizarse para recubrimientos y adhesivos resistentes al fuego y al calor, aplicaciones médicas, cerámicas de alta temperatura, nuevos aglutinantes para compuestos de fibra resistentes al fuego, encapsulación de residuos tóxicos y radiactivos , y como componentes cementantes en la fabricación o reparación de hormigones. Debido a la creciente demanda de materiales de construcción de bajas emisiones, la tecnología de geopolímeros se está desarrollando como una alternativa con menor emisión de CO₂ al cemento Portland tradicional , con potencial para un uso generalizado en la producción de hormigón. [ 6 ] Las propiedades y usos de los geopolímeros se están explorando en muchas disciplinas científicas e industriales, como la química inorgánica moderna , la fisicoquímica , la química coloidal , la mineralogía , la geología y en otros tipos de tecnologías de procesos de ingeniería. Además de su uso en la construcción, los geopolímeros se utilizan en resinas, recubrimientos y adhesivos para aplicaciones aeroespaciales, automotrices y de protección.

Composición

En la década de 1950, Viktor Glukhovsky desarrolló materiales de hormigón conocidos originalmente como "hormigones de silicato de suelo" y "cementos de suelo" [ 7 ] , pero desde la introducción del concepto de geopolímero por Joseph Davidovits , la terminología y las definiciones de la palabra geopolímero se han vuelto más diversas y a menudo contradictorias. La palabra geopolímero se usa a veces para referirse a macromoléculas orgánicas de origen natural [ 8 ] ; ese sentido de la palabra difiere del uso ahora más común de esta terminología para hablar de materiales inorgánicos que pueden tener un carácter similar al cemento o a la cerámica .

Un geopolímero es esencialmente un compuesto químico mineral o una mezcla de compuestos que consiste en unidades repetitivas, por ejemplo, silicoóxido (-Si-O-Si-O-), silicoaluminato (-Si-O-Al-O-), ferrosilicioaluminato (-Fe-O-Si-O-Al-O-) o aluminofosfato (-Al-OPO-), creado a través de un proceso de geopolimerización. [ 9 ] Este método de descripción de la síntesis mineral (geosíntesis) fue presentado por primera vez por Davidovits en un simposio de la IUPAC en 1976. [ 10 ]

Incluso dentro del contexto de los materiales inorgánicos, existen diversas definiciones del término geopolímero, que abarcan una amplia variedad de materiales sólidos sintetizados a baja temperatura. El geopolímero más típico se describe generalmente como el resultado de la reacción entre metacaolín ( arcilla caolinítica calcinada ) y una solución de silicato de sodio o potasio ( vidrio soluble ). La geopolimerización tiende a generar una red desordenada y altamente conectada de unidades de óxido tetraédricas con carga negativa, equilibradas por los iones de sodio o potasio.

En su forma más simple, una fórmula química de ejemplo para un geopolímero se puede escribir como Na₂O · Al₂O₃ · nSiO₂ · wH₂O , donde n suele estar entre 2 y 4, y w está alrededor de 11-15. Los geopolímeros se pueden formular con una amplia variedad de sustituyentes tanto en los sitios de la estructura (silicio, aluminio) como fuera de ella (sodio); lo más común es que el potasio o el calcio ocupen los sitios fuera de la estructura, pero el hierro o el fósforo pueden, en principio, reemplazar parte del aluminio o el silicio.

La geopolimerización suele producirse a temperatura ambiente o ligeramente elevada; las materias primas sólidas de aluminosilicato (por ejemplo, metacaolín) se disuelven en la solución alcalina, luego se entrecruzan y polimerizan formando una fase de gel en crecimiento, que posteriormente continúa fraguando, endureciéndose y adquiriendo resistencia.

Síntesis de geopolímeros

Enlace covalente

La unidad fundamental dentro de la estructura de un geopolímero es un complejo tetraédrico que consiste en silicio o aluminio coordinado mediante enlaces covalentes a cuatro oxígenos. La estructura del geopolímero resulta del entrecruzamiento entre estos tetraedros, lo que da lugar a una red tridimensional de aluminosilicato, donde la carga negativa asociada al aluminio tetraédrico se equilibra con una pequeña especie catiónica, generalmente un catión de metal alcalino (Na+, K+, etc.). Estos cationes de metales alcalinos suelen ser intercambiables iónicamente , ya que están asociados a la red covalente principal, pero solo débilmente unidos a ella, de forma similar a los cationes no estructurales presentes en las zeolitas .

Formación de oligómeros

Cinco especies de oligómeros nombradas según el esquema de nomenclatura sialato/siloxo.

La geopolimerización es el proceso de combinar muchas moléculas pequeñas conocidas como oligómeros en una red unida covalentemente. Este proceso de reacción tiene lugar a través de la formación de oligómeros (dímero, trímero, tetrámero, pentámero) que se cree que contribuyen a la formación de la estructura real del marco macromolecular tridimensional, ya sea a través de la incorporación directa o a través del reordenamiento a través de especies monoméricas. [ 11 ] Algunos químicos de geopolímeros denominan a estos oligómeros sialatos siguiendo el esquema desarrollado por Davidovits, [ 3 ] aunque esta terminología no es universalmente aceptada dentro de la comunidad de investigación debido en parte a la confusión con el uso anterior (1952) de la misma palabra para referirse a las sales de la importante biomolécula ácido siálico . [ 6 ]

La imagen muestra cinco ejemplos de pequeñas especies oligoméricas de aluminosilicato de potasio (etiquetadas en el diagrama según la nomenclatura poli(sialato) / poli(sialato-siloxo)), que son intermediarios clave en la geopolimerización de aluminosilicatos a base de potasio. La química acuosa de los oligómeros de aluminosilicato es compleja, [ 12 ] y desempeña un papel importante en la discusión de la síntesis de zeolitas, un proceso que tiene muchos detalles en común con la geopolimerización.

Ejemplo de geopolimerización de un precursor de metacaolín, en un medio alcalino [ 13 ].

El proceso de reacción comprende, a grandes rasgos, cuatro etapas principales:

  • Hidrólisis alcalina de la estructura laminar de la caolinita calcinada.
  • Formación de especies monoméricas y oligoméricas
  • En presencia de silicato de sodio o potasio soluble (vidrio soluble), se pueden formar estructuras cíclicas de Al-Si (por ejemplo, la número 5 en la figura), en las que el hidróxido se libera por reacciones de condensación y puede volver a reaccionar.
  • Geopolimerización ( policondensación ) en redes poliméricas tridimensionales.

Los procesos de reacción que involucran otros precursores de aluminosilicato (por ejemplo , cenizas volantes con bajo contenido de calcio , vidrios triturados o sintéticos, puzolanas naturales) son en general similares a los pasos descritos anteriormente.

Estructuras 3D de geopolímeros y agua

Ejemplo de representación de la estructura tridimensional de un geopolímero, que experimenta un proceso de deshidratación y deshidroxilación al calentarse.

La geopolimerización forma estructuras de aluminosilicato similares a las de algunos minerales formadores de rocas, pero sin orden cristalino de largo alcance, y que generalmente contienen agua tanto en sitios químicamente ligados (grupos hidroxilo) como en forma molecular como agua de poro. Esta agua puede eliminarse a temperaturas superiores a 100-200  °C. La hidratación de cationes y la ubicación y movilidad de las moléculas de agua en los poros son importantes para aplicaciones a bajas temperaturas, como el uso de geopolímeros como cementos. [ 14 ] [ 15 ] La figura muestra un geopolímero que contiene agua ligada (grupos Si-OH) y agua libre (a la izquierda en la figura). Parte del agua está asociada a la estructura de forma similar al agua zeolítica, y otra parte se encuentra en poros más grandes y puede liberarse y eliminarse fácilmente. Tras la deshidroxilación (y deshidratación), generalmente por encima de 250  °C, los geopolímeros pueden cristalizar por encima de 800-1000  °C (dependiendo de la naturaleza del catión alcalino presente). [ 16 ]

Aplicaciones comerciales

Existe una amplia variedad de aplicaciones potenciales y existentes. Algunas de las aplicaciones de geopolímeros aún están en desarrollo, mientras que otras ya están industrializadas y comercializadas. [ 17 ] Se enumeran en tres categorías principales:

Cementos y hormigones geopoliméricos

  • Materiales de construcción (por ejemplo, ladrillos de arcilla)
  • Cementos y hormigones con bajas emisiones de CO₂
  • Contención de residuos radiactivos y tóxicos

Resinas y aglutinantes de geopolímeros

  • Materiales resistentes al fuego, aislamiento térmico, espumas
  • Baldosas cerámicas de baja energía , elementos refractarios , refractarios resistentes al choque térmico.
  • Sistemas de resinas de alta tecnología, pinturas, aglutinantes y morteros.
  • Biotecnologías (materiales para aplicaciones medicinales)
  • Industria de la fundición (resinas), utillaje para la fabricación de compuestos de fibra orgánica.
  • Materiales compuestos para la reparación y el refuerzo de infraestructuras
  • Materiales compuestos de fibra de carbono de alta tecnología, resistentes al fuego y al calor, para interiores de aeronaves y automóviles.

Artes y arqueología

  • Objetos decorativos de piedra, artes y decoración
  • Patrimonio cultural, arqueología e historia de las ciencias

Investigación sobre geopolímeros

En los últimos años, la investigación sobre geopolímeros ha prestado cada vez más atención. A continuación se presentan algunos ejemplos de estudios recientes:

  • Aplicación de suspensiones diluidas de geopolímeros como tratamiento de modificación de la madera (mineralización) [ 18 ] [ 19 ]

cementos geopoliméricos

Desde un punto de vista terminológico, el cemento geopolimérico [ 20 ] es un sistema aglutinante que se endurece a temperatura ambiente, como el cemento Portland normal.

Lista de los minerales y productos químicos utilizados para la fabricación de cementos geopoliméricos.

El cemento geopolimérico se está desarrollando y utilizando como alternativa al cemento Portland convencional para su uso en transporte, infraestructura, construcción y aplicaciones marinas.

La producción de cemento geopolimérico requiere un material precursor de aluminosilicato como metacaolín o ceniza volante, un reactivo alcalino fácil de usar [ 21 ] (por ejemplo, silicatos solubles en sodio o potasio con una relación molar (RM) SiO2 : M2O ≥ 1,65, donde M es sodio o potasio) y agua (véase la definición de reactivo "fácil de usar" más adelante). 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 .

Los cementos geopoliméricos pueden formularse para fraguar más rápidamente que los cementos a base de Portland; algunas mezclas alcanzan la mayor parte de su resistencia final en 24 horas. Sin embargo, también deben fraguar lo suficientemente lento como para poder mezclarse en una planta de dosificación, ya sea para el prefabricado o para su transporte en una hormigonera. El cemento geopolimérico también tiene la capacidad de formar un fuerte enlace químico con agregados a base de roca de silicato . [ 22 ]

A menudo se confunden los términos «cemento geopolimérico» y «hormigón geopolimérico». El cemento es un aglutinante, mientras que el hormigón es el material compuesto resultante de la mezcla y el endurecimiento del cemento con agua (o una solución alcalina en el caso del cemento geopolimérico) y áridos. Ambos tipos de materiales (cementos geopoliméricos y hormigones geopoliméricos) se comercializan en diversos mercados internacionales.

Materiales activados con álcalis frente a cementos geopoliméricos

Existe cierta confusión en la terminología aplicada a los geopolímeros, cementos y hormigones activados alcalinamente, y materiales relacionados, que se han descrito con diversos nombres, incluyendo también "hormigones de silicato de suelo" y "cementos de suelo". [ 7 ] La terminología relacionada con los materiales activados alcalinamente o los geopolímeros activados alcalinamente también es de uso generalizado (aunque controvertido). Estos cementos, a veces abreviados como AAM, abarcan los campos específicos de las escorias activadas alcalinamente, las cenizas volantes de carbón activadas alcalinamente y diversos sistemas cementantes compuestos.

Reactivos alcalinos fáciles de usar

Lista de reactivos químicos perjudiciales y fáciles de usar.

La geopolimerización utiliza ingredientes químicos que pueden ser peligrosos y, por lo tanto, requiere ciertos procedimientos de seguridad. Las normas de seguridad de materiales clasifican los productos alcalinos en dos categorías: productos corrosivos (denominados aquí: hostiles) y productos irritantes (denominados aquí: amigables). [ 21 ]

La tabla enumera algunos productos químicos alcalinos y sus etiquetas de seguridad correspondientes. [ 23 ] Los reactivos alcalinos pertenecientes a la segunda clase (pH menos elevado) también pueden denominarse " fáciles de usar" , aunque la naturaleza irritante del componente alcalino y el riesgo potencial de inhalación de polvos aún requieren la selección y el uso de equipo de protección personal adecuado , como en cualquier situación en la que se manipulen productos químicos o polvos.

El desarrollo de algunos cementos activados con álcalis , como se muestra en numerosas recetas publicadas (especialmente aquellas basadas en cenizas volantes), utiliza silicatos alcalinos con relaciones molares SiO₂ : M₂O ​​inferiores a 1,20, o se basa en NaOH concentrado. Estas condiciones no se consideran tan fáciles de usar como cuando se emplean valores de pH más moderados, y requieren una cuidadosa consideración de las leyes, regulaciones y directivas estatales sobre manipulación segura de productos químicos.

Por el contrario, las fórmulas de cemento geopolimérico empleadas en la práctica suelen incluir silicatos solubles en álcalis con relaciones molares iniciales que oscilan entre 1,45 y 1,95, especialmente entre 1,60 y 1,85, es decir, condiciones que facilitan su uso . En ocasiones, para fines de investigación, algunas fórmulas de laboratorio presentan relaciones molares en el rango de 1,20 a 1,45.

Ejemplos de materiales que a veces se denominan cementos geopoliméricos

Los cementos geopoliméricos comerciales se desarrollaron en la década de 1980, del tipo (K,Na,Ca)-aluminosilicato (o "cemento geopolimérico a base de escoria") y fueron el resultado de la investigación llevada a cabo por Joseph Davidovits y JL Sawyer en Lone Star Industries, EE. UU., comercializados como cemento Pyrament®. La patente estadounidense 4,509,985 fue otorgada el 9 de abril de 1985 con el título "Polímero mineral temprano de alta resistencia". [ 24 ]

En la década de 1990, utilizando el conocimiento de la síntesis de zeolitas a partir de cenizas volantes, Wastiels et al., [ 25 ] Silverstrim et al. [ 26 ] y van Jaarsveld y van Deventer [ 27 ] desarrollaron cementos geopoliméricos a base de cenizas volantes.

Se conocen materiales a base de cenizas volantes silíceas (EN 197), también llamadas de clase F (ASTM C618):

  • geopolímero de cenizas volantes activadas con álcalis: [ 28 ]
En muchos casos (pero no en todos) se requiere curado térmico a 60-80 °C; no se fabrica por separado como cemento, sino que se produce directamente como hormigón a base de cenizas volantes. NaOH + cenizas volantes: partículas de cenizas volantes parcialmente reaccionadas incrustadas en un gel de aluminosilicato con Si:Al = 1 a 2, estructuras de tipo zeolítico ( chabazita -Na y sodalita ).
  • cemento geopolimérico a base de escoria/ceniza volante: [ 29 ]
Endurecimiento del cemento a temperatura ambiente. Solución de silicato de metal alcalino + escoria de alto horno + ceniza volante: partículas de ceniza volante incrustadas en una matriz geopolimérica con Si:Al ~ 2. Se puede producir con soluciones activadoras "fáciles de usar" (pH no extremadamente alto).

Las propiedades de los cementos geopoliméricos a base de "ferrisialato" que contienen hierro son similares a las de los cementos geopoliméricos a base de roca, pero incluyen elementos geológicos o escorias metalúrgicas con alto contenido de óxido de hierro. La química del aglutinante hipotética es (Ca,K)-(Fe-O)-(Si-O-Al-O). [ 30 ]

Los cementos geopoliméricos a base de roca pueden formarse mediante la reacción de materiales puzolánicos naturales en condiciones alcalinas, [ 31 ] y los geopolímeros derivados de arcillas calcinadas (por ejemplo, metacaolín) también pueden producirse en forma de cementos.

emisiones de CO2 durante la fabricación

Los cementos geopoliméricos pueden diseñarse para tener menores emisiones atribuidas de CO₂ en comparación con otros materiales ampliamente utilizados, como el cemento Portland ordinario. [ 32 ] Los geopolímeros utilizan subproductos/residuos industriales que contienen fases de aluminosilicato en su fabricación, lo que minimiza las emisiones de CO₂ y , por lo tanto, tienen un menor potencial de calentamiento global (PCG) . [ 33 ] Sin embargo, las emisiones aún provienen de varias etapas de la producción de hormigones geopoliméricos. La extracción y el procesamiento de materias primas, como cenizas volantes, escoria o metacaolín, requieren energía y contribuyen a las emisiones de CO₂ , aunque a menudo son subproductos industriales con un menor impacto ambiental que la producción de clínker en el hormigón Portland. [ 34 ] Una fuente significativa de emisiones en la fabricación de hormigón geopolimérico es la producción de activadores alcalinos como el hidróxido de sodio (NaOH) y el silicato de sodio, que requieren procesamiento a alta temperatura y contribuyen al potencial de calentamiento global general. [ 34 ] Además, el consumo de energía durante la mezcla, el transporte y el curado, especialmente cuando se utilizan temperaturas elevadas, puede contribuir aún más a las emisiones. Si bien los estudios sugieren que el hormigón geopolimérico puede reducir el potencial de calentamiento global hasta en un 64 % en comparación con el hormigón Portland mediante la selección de materiales y el uso optimizado de activadores, el impacto general depende de la composición específica y los métodos de procesamiento empleados. [ 34 ]

Aunque el hormigón geopolimérico generalmente tiene un potencial de calentamiento global (PCG) menor que el hormigón Portland ordinario, su impacto ambiental varía según la elección de materias primas y activadores. [ 34 ] En particular, la producción de activadores alcalinos como el hidróxido de sodio juega un papel crucial en la determinación de la sostenibilidad general del hormigón geopolimérico. Un estudio de evaluación del ciclo de vida (ACV) de Salas et al. (2018) muestra que la producción de hidróxido de sodio es un factor importante en el impacto ambiental del hormigón geopolimérico, ya que también es esencial para la producción de silicato de sodio. [ 35 ] La mezcla de energía utilizada en su producción influye significativamente en las emisiones, con una mezcla de 2018 (85 % hidroelectricidad) reduciendo los impactos en un 30-70 % en comparación con una mezcla de 2012 (62 % hidroelectricidad). [ 35 ] La fuente de hidróxido de sodio también afecta la sostenibilidad del hormigón geopolimérico, con la producción solar basada en sal y la energía hidroeléctrica reduciendo su PCG en un 64 % en comparación con el hormigón convencional (CC). [ 35 ] Sin embargo, el hormigón geopolimérico tiene un mayor potencial de agotamiento de la capa de ozono debido a las emisiones de CFC del proceso cloroalcalino, un inconveniente que no está presente en la producción de CC. [ 35 ] Otros impactos ambientales varían, con el hormigón geopolimérico superando ligeramente al CC en el agotamiento de combustibles fósiles y la eutrofización, pero con un desempeño ligeramente peor en la acidificación y la formación de oxidantes fotoquímicos. [ 35 ]

La necesidad de estándares

En junio de 2012, la institución ASTM International organizó un simposio sobre sistemas de aglutinantes geopoliméricos. La introducción al simposio indica: Cuando se redactaron las especificaciones de rendimiento para el cemento Portland, los aglutinantes que no eran de Portland eran poco comunes... Se están investigando cada vez más nuevos aglutinantes, como los geopolímeros, se comercializan como productos especializados y se explora su uso en hormigón estructural. Este simposio tiene como objetivo brindar a ASTM la oportunidad de considerar si las normas de cemento existentes proporcionan, por un lado, un marco eficaz para una mayor exploración de los aglutinantes geopoliméricos y, por otro lado, una protección fiable para los usuarios de estos materiales .

Las normas vigentes para el cemento Portland no están adaptadas a los cementos geopoliméricos; deben ser elaboradas por un comité ad hoc . Sin embargo, para ello se requiere la existencia de cementos geopoliméricos estandarizados. Actualmente, cada experto presenta su propia fórmula basada en materias primas locales (residuos, subproductos o extraídos). Es necesario seleccionar la categoría adecuada de cemento geopolimérico. El informe "Estado de la I+D de geopolímeros 2012" [ 36 ] sugirió seleccionar dos categorías, a saber:

  • Cemento geopolimérico tipo 2 a base de escoria/cenizas volantes: las cenizas volantes están disponibles en los principales países emergentes;
  • Cemento geopolimérico a base de ferrosialato: esta materia prima geológica rica en hierro está presente en todos los países del mundo.

junto con el reactivo geopolimérico adecuado y fácil de usar.

Efectos sobre la salud

De forma similar a los impactos ambientales, la producción de hormigón geopolimérico tiene algunas implicaciones notables para la salud humana, principalmente debido al uso de activadores alcalinos como el hidróxido de sodio (NaOH) y el silicato de sodio (Na₂SiO₃). Estos productos químicos son altamente cáusticos y pueden causar quemaduras graves en la piel, problemas respiratorios y daños oculares si no se manipulan correctamente. [ 37 ] Además, la fabricación de NaOH y Na₂SiO₃ contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero y libera contaminantes relacionados con la toxicidad humana y el agotamiento de la capa de ozono. [ 37 ] Las cenizas volantes y el humo de sílice, comúnmente utilizados en el hormigón geopolimérico, también presentan riesgos si no se gestionan adecuadamente, ya que las partículas finas de estos materiales pueden contribuir a la contaminación por polvo y a enfermedades respiratorias. [ 34 ] Sin embargo, el hormigón geopolimérico aún puede proporcionar beneficios ambientales y para la salud al desviar los subproductos industriales de los vertederos y reducir las emisiones peligrosas asociadas con la producción de cemento tradicional. [ 38 ] Además, la selección de ciertos precursores y activadores alcalinos puede minimizar los riesgos para la salud asociados con la producción de hormigón geopolimérico. [ 39 ]

Geopolímeros como cerámica

Los geopolímeros pueden utilizarse como una vía de bajo costo y/o químicamente flexible para la producción de cerámica, tanto para producir especímenes monolíticos como para constituir la fase continua (aglutinante) en compuestos con fases dispersas particuladas o fibrosas. [ 40 ]

Materiales procesados ​​a temperatura ambiente

Los geopolímeros producidos a temperatura ambiente suelen ser duros, quebradizos , moldeables y mecánicamente resistentes. Esta combinación de características ofrece la oportunidad de utilizarlos en diversas aplicaciones en las que tradicionalmente se emplean otras cerámicas (por ejemplo, la porcelana ). Algunas de las primeras aplicaciones patentadas de materiales tipo geopolímero —que de hecho preceden a la acuñación del término geopolímero en varias décadas— se relacionan con su uso en bujías de automóviles . [ 41 ]

Procesamiento térmico de geopolímeros para la producción de cerámica.

También es posible utilizar geopolímeros como una vía versátil para producir cerámicas cristalinas o vitrocerámicas , formando un geopolímero mediante fraguado a temperatura ambiente y luego calentándolo (calcinándolo) a la temperatura necesaria para convertirlo de la forma de geopolímero cristalográficamente desordenada a las fases cristalinas deseadas (por ejemplo, leucita , polucita y otras ). [ 42 ]

Aplicaciones de los geopolímeros en las artes y la arqueología.

Debido a que los objetos de geopolímero pueden parecerse a la piedra natural, varios artistas comenzaron a fundir réplicas de sus esculturas en moldes de caucho de silicona. Por ejemplo, en la década de 1980, el artista francés Georges Grimal trabajó en varias formulaciones de piedra fundible de geopolímero. [ 43 ]

piedras de las pirámides egipcias

A mediados de la década de 1980, Joseph Davidovits presentó sus primeros resultados analíticos realizados en muestras procedentes de pirámides egipcias . Afirmó que los antiguos egipcios utilizaban una reacción geopolimérica para fabricar bloques de piedra caliza reaglomerada. [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] Posteriormente, varios científicos de materiales y físicos retomaron estos estudios arqueológicos y publicaron resultados sobre piedras de pirámide, alegando orígenes sintéticos. [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] Sin embargo, las teorías sobre el origen sintético de las piedras de pirámide también han sido vehementemente cuestionadas por otros geólogos, científicos de materiales y arqueólogos. [ 51 ]

cemento romano

También se ha afirmado que los cementos romanos de cal y puzolana utilizados en la construcción de algunas estructuras importantes, especialmente obras relacionadas con el almacenamiento de agua (cisternas, acueductos), tienen paralelismos químicos con los materiales geopoliméricos. [ 52 ]

Véase también

Referencias

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