Modelo de mejora del sostenimiento con shotcrete mediante la activación alcalina de relaves en una mina subterránea del Perú

Abstract

La finalidad de este trabajo de investigación es producir cemento geopolímero para la elaboración de shotcrete o concreto lanzado a partir de la activación alcalina de relaves mineros, el cual pueda mejorar sus propiedades físicas y mecánicas, principalmente la resistencia a la compresión. Para llevar a cabo este proceso se utilizarán activadores alcalinos como el silicato de sodio (Na₂SiO₃) e hidróxido de sodio (NaOH). Por otro lado, para la validación de esta investigación se realizará el ensayo normalizado para la determinación de la resistencia a la compresión de concreto en muestras cilíndricas, con el objetivo de analizar las propiedades mecánicas alcanzadas por el shotcrete producido a base de cemento geopolímero de 12 y 15M de concentración de NaOH. Los principales resultados indican que es posible obtener concreto ecoeficiente con una resistencia a la compresión de hasta 19 MPa a los 28 días de curado. Asimismo, es una alternativa sostenible, porque utiliza los relaves y presenta una reducción de un 73% en emisiones de CO2 en comparación con la producción del cemento Portland. En síntesis, este trabajo se centra en desarrollar cemento geopolímero sostenible, el cual se utilizará como material para la elaboración de shotcrete.

The purpose of this research work is to produce geopolymer cement for the manufacture of shotcrete or shotcrete from the alkaline activation of mining tailings, which can improve its physical and mechanical properties, mainly its resistance to compression. To carry out this process, alkaline activators such as sodium silicate (Na₂SiO₃) and sodium hydroxide (NaOH) will be used. On the other hand, for the validation of this research, the standardized test will be carried out to determine the compressive strength of concrete in cylindrical samples, with the aim of analyzing the mechanical properties achieved by the shotcrete produced from 12 and 15M NaOH concentration. The main results indicate that it is possible to obtain eco-efficient concrete with a compressive strength of up to 19 MPa after 28 days of curing. It is also a sustainable alternative, because it uses tailings and presents a 73% reduction in CO2 emissions compared to the production of Portland cement. In summary, this work focuses on developing sustainable geopolymer cement, which will be used as a material to produce shotcrete.