Estudio de subproductos de la industria siderúrgica y minera como catalizadores en la síntesis de nanotubos de carbono en Clinker de cemento Poetland

Abstract

El proceso de síntesis de nanotubos de carbono (NTC) crecidos directamente en Clínker es una tecnología desarrollada para mejorar las propiedades mecánicas de los composites cementícios. Considerando las variables del proceso de producción, este trabajo tuvo como objetivo estudiar la posibilidad de utilizar subproductos de la industria minera y siderúrgica como catalizadores en la síntesis por el método CVD de NTC soportado en Clínker de cemento. Tratamientos químicos y térmicos fueron realizados al lodo rojo y al subproducto de laminado para mejorar la activación de la fase adecuada para catálisis. Técnicas de análisis como TG, MEB, MET, BET y DRX, fueron utilizadas para caracterizar los materiales. De acuerdo con los análisis, los NTC fueron de múltiples paredes, presentaron diámetros semejantes y adheridos perfectamente a la matriz de Clínker para las concentraciones evaluadas de 0,5%, 1,5% p/p de Fe, obtenidos por ruta térmica y química. A pesar de que la ruta química promueve un resultado satisfactorio, es posible sintetizar nanotubos usando catalizadores tratados solo térmicamente, facilitando su uso para una producción en larga escala. Además, el efecto de los nanotubos de carbono en composites cemento-nanotubos fue estudiado por calorimetría semi-adiabática. El análisis mostró que el Clínker nanoestructurado usando el subproducto de laminado como catalizador anticipa el tiempo de inicio y final de fraguado; el efecto opuesto fue alcanzado usando el lodo rojo.