UNSA

Practica
Síntesis de Material Geopolimerico a partir de Ceniza Volcánica

1. OBJETIVO:
Evaluar la posibilidad de generar un material geopolimerico.
Evaluar su resistencia a la compresión.

2. FUNDAMENTO TEORICO:
Los polímeros inorgánicos o geopolimeros son formados por redes 3D amorfas de tetraedros alternados de AlO4- y SiO4 de gran estabilidad térmica y química no inflamables, con buenasprestaciones mecánicas y fácilmente procesables a temperaturas inferiores a 100° C y presión atmosférica.
Los geopolimeros también son conocidos como aluminosilicatos inorgánicos y tiene un elevado potencial para ser usados en numerosos campos, pero predomina el uso como sustitutos de cementos portland.
La reacción de geopolimerización se produce bajo condiciones altamente alcalinas entre un polvo dealuminosilicatos y una solución activadora (basada en una mezcla molar de hidróxido sódico y un silicato alcalino, por ejemplo, de sodio o de potasio) a condiciones ambientales.
Los geopolímeros tienen un elevado potencial para ser usados en numerosos campos, pero predomina el uso como sustitutos de cementos portland, campo hacia el que se ha dirigido la mayor parte de la investigación. Losgeopolímeros tienen la ventaja de tener bajas emisiones de CO2 en su producción, una gran resistencia química y térmica, y buenas propiedades mecánicas, tanto a temperatura ambiente como a temperaturas extremas.
Estructura y mecanismos de formación:
El proceso de polimerización es llevado a cabo al poner al material escogido en contacto con la solución activador alcalino, lo cual da como resultado laformación de cadenas poliméricas tras haberse reorientado los iones en solución. Estas cadenas poliméricas pueden ser consideradas hipotéticamente como el resultado de la poli condensación de iones de ortosialato. Dado que el mecanismo exacto de reacción aún no ha sido determinado completamente, se asume usualmente que la síntesis es llevada a cabo por medio de oligómeros, los cuales proveen lasestructuras unitarias de la red macromolecular tridimensional.
En este caso, los geopolímeros se fabricaran a partir de una suspensión que consiste en una mezcla de ceniza volcánica con una solución alcalina. Por lo general, el vidrio líquido (silicato de sodio) también se añade a la suspensión para apoyar la reacción de solidificación como un reactivo activo, este comportamiento de solidificación sellama geopolimerización, y la reacción química que forma los cuerpos endurecidos (geopolimeros) se puede escribir de la siguiente manera:

Se hizo un intento de fabricar un cuerpo endurecido mediante la mezcla de ceniza volcánica y una solución alcalina. Los efectos de la concentración de la solución de NaOH, la adición de agua, y el tiempo de curado en la resistencia a la compresión de loscuerpos endurecidos fueron investigados.
* Composiciones químicas de diferentes muestras de cenizas volcánicas:

3. MATERIALES Y EQUIPOS:
3.1. MATERIALES:
Ceniza volcánica:
La ceniza volcánica es una composición de partículas de roca y mineral muy finas (de menos de 2 milímetros de diámetro).
La ceniza se genera a partir de la roca cuarteada y separada en partículas diminutas durante un episodio deactividad volcánica explosiva. La naturaleza normalmente violenta de una erupción, incluyendo chorros de vapor de agua (erupción freática), produce como resultado una gran cantidad de magma y tal vez roca sólida que rodea el viento volcánico, torneando las partículas hasta reducirlas al tamaño de granos de arena.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
DUREZA:
Varía entre 2 y 7 en la escala de Mohs. Entonces 2corresponde a yeso y 7 a cuarzo. Se puede tomar como valor medio de dureza para la ceniza de 5.5, correspondiente al vidrio volcánico. 
Por estas características, la ceniza es utilizada en la industria como abrasivo.
DENSIDAD:
La densidad de la ceniza varía entre 0.5 y 2 g/cm3, dependiendo de la compactación que experimente y del contenido de agua. Esto quiere decir que una capa de ceniza de 1 cm. de...