Síntesis y caracterización de polímeros inorgánicos a partir de la activación alcalina de un aluminosilicato

Abstract

En este trabajo se presentan los resultados de la síntesis, caracterización: estructural y mecánica de los polímeros inorgánicos (PI) de aluminosilicatos: piedra pómez (PP), bentonita (BT) y clinker (CL). La síntesis de PI se llevó a cabo por dos métodos diferentes: en el método 1 se emplearon dos temperaturas: ambiente y 80 ± 5 °C, utilizando como medio acuoso silicato de sodio de grado comercial (Na2SiO3). En el método 2 se utilizó como solución activante una relación equimolar 2:1 de silicato de sodio analítico e hidróxido de sodio (Na2SiO3/ 3,7 y 12 M NaOH). Una vez evaluados los parámetros de temperatura y alcalinidad del silicato de sodio a través de las metodologías descritas anteriormente, se concluyó que la síntesis de los geopolímeros solamente fue posible mediante el método 1, realizando calentamiento a 80 ± 5 °C. En los demás procedimientos realizados, no se observó la disolución de los precursores y por lo tanto no se presentó formación de la matriz polimérica. Los polímeros obtenidos se caracterizaron estructuralmente mediante Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier de Reflectancia Atenuada (FTIR-ATR), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopia de Energía Dispersiva de Rayos X (EDS) y Difracción de Rayos X (XRD). Los resultados de FTIR-ATR, DRX y EDS permiten comprobar que la reacción de geopolimerización fue llevada a cabo en el medio de reacción, a través de una activación alcalina, que implica un reordenamiento estructural en los aluminosilicatos (PP, CL y BT), debido a la formación del enlace Si-O-Al en cada PI sintetizado. Finalmente, con los resultados de SEM se concluye que no toda la materia prima se polimeriza. Para evaluar el comportamiento de la resistencia a la compresión y durabilidad de los PI sintetizados se realizaron pruebas de resistencia a la compresión según la norma ICONTEC 220.