Natural zeolite-based geopolymer as alternative building materials

• Autores: Néstor Ulloa, Mirian Jiménez, Byron Efrén Serrano Ortega, Carlos Serrano
• Localización: Revista ingeniería de construcción, ISSN-e 0718-5073, Vol. 37, Nº. 1, 2022, págs. 5-13
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Geopolímeros basados en zeolitas naturales como una alternativa de materiales de construcción
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    Resumen: El uso de zeolitas naturales para sintetizar compuestos de geopolímero (pastas, morteros y hormigones) han atraído gran interés en los últimos años por los investigadores, que buscan reemplazar la utilización del cemento ordinario portland de forma parcial o total. El objetivo principal de este documento es ampliar la información disponible sobre el desarrollo de materiales alternativos, para lo cual, en el presente trabajo de investigación, se prepararon muestras de mortero de geopolímero basadas en zeolitas naturales como posible aplicación de material de construcción, en las cuales se evaluó sus propiedades mecánicas a través de la resistencia a la compresión. Adicionalmente, se optimizó el diseño de la mezcla utilizando; dos activadores alcalinos (NaOH 14M y Na2SiO3) en diferentes proporciones, arena de río como agregado fino, tiempo y temperatura de curado. Todas las muestras se caracterizaron mediante difracción cuantitativa de rayos X, SEM-EDS, análisis simultáneo TGA-DSC y resistencia a la compresión. Los resultados obtenidos demostraron que la mejor mezcla corresponde: NaOH: 14M, Na2SiO3/NaOH: 3, activador/zeolita: 0.5, arena/zeolita: 1.5, curado a 60 ºC, que mostraron un incremento de resistencia a la compresión (17,3 MPa) a temprana edad como a largo plazo.

  • English

    Abstract: The use of natural zeolites to synthesize geopolymer composites (pastes, mortars and concretes) has attracted great interest in recent years by researchers seeking to replace the use of ordinary Portland cement partially or totally. The main objective of this paper is to expand the information available on the development of alternative materials, for which, in the present research work, samples of natural zeolites-based geopolymer mortar were prepared as a possible building material application, in which their mechanical properties were evaluated through compressive strength. Additionally, the mix design was optimized using two alkaline activators (NaOH 14M and Na2SiO3) in different proportions, river sand as fine aggregate, curing time and temperature. All samples were characterized by quantitative X-ray diffraction, SEM-EDS, simultaneous TGA-DSC analysis and compressive strength. The results obtained showed that the best mixture corresponds to: NaOH: 14M, Na2SiO3/NaOH: 3, activator/zeolite: 0.5, sand/zeolite: 1.5, cured at 60 ºC, which showed an increase in compressive strength (17,3 MPa) at early age as well as in the long term.