Hormigon Uhpc

2010
X Congreso Nacional de Microscopía-Morelia

ANÁLISIS MICROESTRUCTURAL DE UN NANO-CEMENTO GEOPOLIMÉRICO FOTOLUMINISCENTE.
J.C. Rubio-Avalos1, M.C. Chávez-Parga2, A. Manzano-Ramírez3, M. Ávalos-Borja4, M. Ortiz Gutiérrez5, J.J. Pérez-Bueno6
Facultad de Ingeniería Civil, U.M.S.N.H., Morelia, Michoacán, 58000, MEXICO. Facultad de Ingeniería Química, U.M.S.N.H., Morelia, Michoacán, 58000,MEXICO. 3 Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados del I.P.N. Unidad Querétaro, 76230, MEXICO. 4 Centro de Nanociencias y Nanotecnología U.N.A.M Ensenada, B.C. 22800, MEXICO. 5 Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, U.M.S.N.H., Morelia, Michoacán, 58000, MEXICO. 6 Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica S.C., Querétaro, 76703. MEXICO. E-mail: jcrubioa@yahoo.com2 1

INTRODUCCIÓN El uso de los cementos portland actualmente por la industria y la sociedad es indispensable y su producción anual es de billones de toneladas a nivel mundial siendo considerado el material más utilizado en el mundo después del agua, sus propiedades físicas y mecánicas lo hacen ideal para generar “Rocas artificiales moldeables”, sin embargo, la explotación de sus propiedadesópticas tales como fluorescencia y fosforescencia 1 se han visto limitadas por su microestructura (cristalina) y sus productos de reacción tales como la portlandita “libre” en la pasta de cemento endurecida. Por lo que para explotar sus propiedades ópticas se ha recurrido al uso de polímeros orgánicos tales como monómeros de estireno, SBR´s, APV, epóxicos, etc2. Lamentablemente por su naturalezaorgánica tienden al deterioro y destrucción por radiaciones electromagnéticas tales como rayos U.V. y efectos ambientales diversos. Por otro lado, los cementos geopoliméricos, micro-estructuralmente, se pueden considerar como materiales amorfos a nano-cristalinos formados principalmente por redes tridimensionales de estructuras de alumino-silicatos 3. Lo que permite aprovechar sus característicasnano-estructurales y sus redes tridimensionales de alumino-silicatos para incluir otros “agentes ó materiales” que permitan obtener otras propiedades como es el caso de este nuevo material, en donde se explotan sus propiedades ópticas y su red tridimensional de aluminosilicato sólido para la obtención de nano-geopolímeros fotoluminiscentes. METODOLOGÍA . El término “cementos geopolímericos” ó“geopolímeros” hasta el momento no han sido claramente definidos en el estado de la técnica. En general, se emplea como geopolímeros a sistemas cementantes inorgánicos en el que una red tridimensional zeolítica ha sido formada por una reacción de policondensación. Los materiales precursores incluyen3: a) Precursores del tipo aluminosilicato y silicatos tales como: Al2O3.2SiO2, SiO2 y/o nano-SiO2. b) Losprecursores también pueden contener cantidades variables, pero limitadas, de otros óxidos, principalmente óxido de calcio. c) Los polisilicatos de sodio ó potasio (Na2O.nSiO2, K2O.nSiO2), e hidróxidos de sodio y/o potasio. La función de los hidróxidos de sodio y/o potasio es la de mantener un pH alto en el sistema. Los productos de la reacción de polimerización que resulta en el fraguado yendurecimiento del nano-geopolímero puede expresarse esquemáticamente como sigue: Al2O3.2SiO2 + Na2O.nSiO2 Nan(-(SiO2)z-AlO2)n, wH2O (polisialato de sodio)3,4 Una vez obtenida la pasta geopolimérica y antes de la policondensación se procedió a incluir cualquiera de los cristales siguientes: ZnS:Cu, ZnS:Mn;Cu, Sr2MgSi2O7:Dy;Eu, SrAl2O4:Dy,Eu, ZnS:Cu;Co, (Zn,Cd)S:Cu. Posterior a ello se curaron a temperaturaambiente por 24 h y se realizó una policondensación final por otras 24h a 60°C. RESULTADOS Se realizaron estudios micro-estructurales específicamente microscopia electrónica de barrido y difracción de rayos “x” para analizar el nano-material obtenido. La figura 1, muestra el resultado de la difracción de rayos “x” sin incluir los cristales con la finalidad de verificar si la matriz obtenida...