Síntesis y caracterización de un aditivo polimérico base glicerol-ácido cítrico y su evaluación en mezclas de materiales cementantes

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dc.contributor.advisorRamírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.advisorZapata Orduz, Luis Eduardo
dc.contributor.authorAbril Moreno, Lina María
dc.contributor.evaluatorLopéz Contretas, Yuly Fernanda
dc.contributor.evaluatorDíaz Ramírez, German Adolfo
dc.date.accessioned2025-02-04T14:08:58Z
dc.date.available2025-02-04T14:08:58Z
dc.date.created2025-02-03
dc.date.embargoEnd2030-02-03
dc.date.issued2025-02-03
dc.description.abstractEn la construcción, los aditivos químicos son esenciales para modificar las propiedades de los materiales cementantes, permitiendo su adaptación a diversas aplicaciones. Con el creciente enfoque en la sostenibilidad, se busca explorar materias primas alternativas y desarrollar procesos innovadores para reducir los impactos ambientales. El glicerol y el ácido cítrico, subproductos industriales, han demostrado ser útiles en la mejora de estos procesos. Este estudio se centró en la síntesis de tres materiales: un núcleo ramificado (NR) como prepolímero, poliglicerol (PG) como primer aditivo y poliglicerol modificado (PGM) como segundo aditivo, creado al combinar NR y PG. Los materiales fueron caracterizados mediante técnicas térmicas, estructurales y de medición de potencial zeta. En la evaluación de pasta de cemento, se analizaron tiempos de fraguado y calorimetría con distintas dosis de aditivos. En concreto, se probaron concentraciones de polímeros para evaluar asentamiento, contenido de aire, y propiedades reológicas como esfuerzo de fluencia y viscosidad plástica, además de medir resistencia a la compresión a 1, 3, 7 y 28 días. Los resultados mostraron tres materiales con propiedades distintas: uno con estructura entrecruzada, otro con estructura lineal y un tercero con fracciones lineales y ramificadas. En los materiales cementantes, los aditivos PG y PGM actuaron como retardantes, inclusores de aire y plastificantes. Su morfología influye en cómo se distribuyen en la mezcla, ya que pueden formar complejos con los iones de Ca+2 en el entorno alcalino, generando un efecto surfactante que afecta el asentamiento y reduce la viscosidad y esfuerzo de fluencia. Para evitar la pérdida de resistencia, es crucial determinar la dosis adecuada en cada aplicación.
dc.description.abstractenglishIn construction, chemical additives are essential for modifying the properties of cementitious materials, enabling their adaptation to various applications. With the growing focus on sustainability, the exploration of alternative raw materials and the development of innovative processes to reduce environmental impacts are becoming priorities. Glycerol and citric acid, industrial by-products, have proven useful in improving these processes. This study focused on the synthesis of three materials: a branched core (NR) as a prepolymer, polyglycerol (PG) as the first additive, and modified polyglycerol (PGM) as the second additive, created by combining NR and PG. The materials were characterized using thermal, structural, and zeta potential measurement techniques. In the cement paste evaluation, setting times and calorimetry were analyzed with different additive doses. In concrete, polymer concentrations were tested to assess settlement, air content, and rheological properties such as yield stress and plastic viscosity, along with compressive strength measurements at 1, 3, 7, and 28 days. The results showed three materials with distinct properties: one with a crosslinked structure, another with a linear structure, and a third with both linear and branched fractions. In cementitious materials, PG and PGM additives acted as retarders, air entrainers, and plasticizers. Their morphology influences how they distribute in the mixture, as they can form complexes with Ca+2 ions in the alkaline environment, generating a surfactant effect that affects the settlement and reduces viscosity and yield stress. To avoid strength loss, it is crucial to determine the appropriate dose for each application.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001727440
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.description.orcidhttps://orcid-org/0009-0003-3052-2475
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44949
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAditivo químico
dc.subjectPoliglicerol
dc.subjectCaracterización de polímeros
dc.subjectEsfuerzo de fluencia
dc.subjectViscosidad plástica
dc.subject.keywordChemical Additive
dc.subject.keywordPolyglycerol
dc.subject.keywordPolymer Characterization
dc.subject.keywordYield Stress
dc.subject.keywordPlastic Viscosity
dc.titleSíntesis y caracterización de un aditivo polimérico base glicerol-ácido cítrico y su evaluación en mezclas de materiales cementantes
dc.title.englishSynthesis and Characterization of a Glycerol-Citric Acid-Based Polymeric Additive and its Evaluation in Cementitious Materials Mixtures
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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