Diferencia entre revisiones de «Geopolímero»

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'''Geopolímero''' es un término acuñado por [[Joseph Davidovits]] en la década de los [[años 1980]] para designar a [[polímero]]s inorgánicos sintéticos de [[aluminosilicato]]s que proceden de la [[reacción química]] conocida como [[geopolimerización]]. Sin embargo estos compuestos ya habían sido desarrolados en la década de [[años 1950|1950]] en la [[Unión Soviética]] con el nombre de Cementos de suelo (''Soil cements'' en [[idioma inglés|inglés]]).
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Los geopolímeros tiene un elevado potencial para ser usados en numerosos campos, pero predomina el uso como sustitutos de [[Mortero de cemento pórtland|cementos portland]], campo hacia el que se ha dirigido la mayor parte de la investigación. Los geopolímeros tiene la ventaja de tener bajas emisiones de CO<sub>2</sub> en su producción, una gran resistencia química y [[resisténcia térmica|térmica]], y buenas [[Propiedades mecánicas de los materiales|propiedades mecánicas]], tanto a temperatura ambiente como a temperaturas extremas.
'''Geopolímero''' es un término acuñado por J. Davidovits en la década de los 80's para designar a [[polímero]]s inorgánicos de alumino-silicatos que proceden de la reacción química (conocida como geopolimerización) bajo condiciones altamente alcalinas entre un material puzzolánico activo (como las cenizas volantes o el metacaolín) y una solución activadora (basada en una mezcla molar de hidróxido de sodio y un silicato alcalino, por ejemplo, de sodio o potasio). Los geopolímeros también son conocidos como alumino-silicatos inorgánicos.
 
La reacción de geopolimerización se produce bajo condiciones altamente [[base (química)|alcalinas]] entre un polvo de aluminosilocato 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 también son conocidos como aluminosilicatos inorgánicos. A nivel de laboratorio se suele usar metacaolín como material de partida para la sintesis de geopolímeros, siendo este generado por la activación térmica de [[caolinita]]. Se han llevado a cabo numerosos estudios usando deshechos industriales de metacaolín y otros aluminosilicatos.
== Estructura y Mecanismos de formación ==
El proceso de polimerización es llevado a cabo al poner al material puzzolánico en contacto con la solución activador alcalina, lo cual da como resultado la formación de cadenas poliméricas. Estas cadenas poliméricas pueden ser consideradas hipotéticamente como el resultado de la policondensación de iones de orto-sialato. Dado que el mecanismo exacto de reacción no ha sido determinado completamente aún, se asume usualmente que la síntesis es llevada a cabo por medio de oligómeros, los cuales proveen las estructuras unitarias de la red macromolecular tridimensional.
 
== Estructura y Mecanismosmecanismos de formación ==
[[Imagen:Red_sialato.jpg|Red sialato|thumb|250px|right]]
El proceso de polimerización es llevado a cabo al poner al material puzzolánico en contacto con la solución activador alcalina, lo cual da como resultado la formación de cadenas poliméricas. Estas cadenas poliméricas pueden ser consideradas hipotéticamente como el resultado de la [[condesación|policondensación]] de [[Ión|iones]] de orto-sialatoortosialato. Dado que el mecanismo exacto de reacción aún no ha sido determinado completamente aún, se asume usualmente que la síntesis es llevada a cabo por medio de oligómeros[[oligómero]]s, los cuales proveen las estructuras unitarias de la red macromolecular[[macromolecula]]r tridimensional.
 
Los geopolímeros que están basados en alumino-silicatosaluminosilicatos son llamados poli-sialatospolisialatos. Este término es una abreviación de poli-(silico-oxo-aluminato) o (-Si-O-Al-O-)<sub>n</sub>, siendo n el [[grado de polimerización]]. La red sialato consiste en tetraedros[[tetraedro]]s de SiO4SiO<sub>4</sub> y AlO4AlO<sub>4</sub> unidos por átomos[[átomo]]s compartidos de [[oxígeno]]. Dentro de las cavidades de la red, deben estar presentes [[catión|iones positivos]] (Na<sup>+</sup>, K<sup>+</sup>, Li<sup>+</sup>, Ca<sup>++</sup>, Ba<sup>++</sup>, NH4NH<sub>4</sub><sup>+</sup>, H3OH<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) deben estar presentes para balancearcontrarestar las [[anión|cargas negativas]] del Al3Al<sup>3+</sup> para que el Al[[aluminio]] pueda estar unido a tres oxígenos, como el Si[[silicio]]. La fórmula empírica de los polisialatos es la siguiente:
 
<center>'''MnM'''·'''n'''(-(SiO2SiO<sub>2</sub>)<sub>'''z'''</sub>-AlO2AlO<sub>2</sub>)n•wH2O'''n'''·'''w'''H<sub>2</sub>O</center>
 
Donde M es cualquiera de los cationes mencionados arriba, n es el grado de polimerización, z, que puede ser 1, 2 o 3, determina el tipo de geopolímero resultante, lo cual significa, que si z =es igual a 1 la red será del tipo polisialato, si z =vale 2, la red será poli(sialato-siloxo) y si Z =vale 3, la red será poli(sialato-disiloxo), y w es el número de moléculas de [[agua]] asociadas.
 
[[Image:Reaccion_geopolimerizacion.jpg|'''thumb|center|700px|Mecanismo propuesto de polimerización''' propuesto.]]
 
== Referencias ==
* Caijun Shi y A. Fernández-Jiménez, [http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TGF-4JWWYB8-5&_user=1595635&_coverDate=10%2F11%2F2006&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000053934&_version=1&_urlVersion=0&_userid=1595635&md5=c6373665202fd6421e9c0e60d37dbd1d ''Stabilization/solidification of hazardous and radioactive wastes with alkali-activated cements''], ScienceDirect, 11 de octubre de 2006. Consultado el 3 de octubre de 2007.
* P. Duxson, A. Fernández-Jiménez, J. L. Provis, G. C. Lukey, A. Palomo y J. S. J. van Deventer, [http://www.springerlink.com/content/x1p0216567487w12/ ''Geopolymer technology: the current state of the art''], SpringerLink, 19 de diciembre de 2006. Consultado el 3 de octubre de 2007.
 
== Enlaces externos ==
* [http://www.geopolymer.org/ Geopolymer Institute] {{en}}
 
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