Desarrollo de una alternativa a los Lignosulfonatos, a partir del proceso hidrolisis - oxidación de la melaza, en la Empresa Sika Venezuela S.A.

Abstract

El presente trabajo se basó en el desarrollo de una vía alterna al uso de lignosulfonatos en los procesos de elaboración de aditivos de concreto tipo D según la norma ASTM C 494 a partir de la hidrolisisoxidación de la melaza en la empresa Sika Venezuela, con el fin de evitar la dependencia de los lignosulfonatos en los procesos involucrados antes mencionados además de la importación de estas materias primas. Para llevar a cabo la meta propuesta, se evaluaron fisicoquímica y funcionalmente la melaza y los lignosulfonatos como materia prima con el fin de observar su comportamiento por separado, se evidencio que la melaza no arrojo valores de resistencias a la compresión al cabo de 1 día por presentar retardos en los tiempos de fraguados con valores alrededor de 30,85 horas de fraguado inicial, a diferencia de lo logrado por los lignosulfonatos y un mortero patrón sin aditivo, los cuales arrojaron valores de 9,45 y 2,16 horas respectivamente, se concluyó que la melaza tiene un desempeño negativo en primera instancia como aditivo tipo D, ya que no satisface los requerimientos de los clientes para este tipo de aditivos. Posteriormente se realizó un proceso de reestructuración de la molécula contenida en la melaza realizando un proceso de inversión de azucares vía hidrolisis-oxidación con ácidos y bases fuertes con el fin de que las moléculas de sacarosa presentes en la melaza fuesen transformadas a glucosa y fructosa. El progreso de la reacción fue seguido vía espectroscopia infrarroja con el fin de constatar que las moléculas de azúcar eran transformadas en nuevas especies, en donde se evidencio la desaparición de los enlaces glucosidicos en las bandas 996 cm-1 propias de la melaza, adicional a la formación de nuevas especies como iones carboxilatos en las bandas 1580 cm-1. Posteriormente se caracterizó la nueva materia prima conseguida fisicoquímica y funcionalmente arrojando valores muy similares a los logrados por los lignosulfonatos en cuanto a el desarrollo de resistencias a la compresión a 1 día de 51 kgf/cm2 para la nueva materia prima y 61 kgf/cm2 para los lignosulfonatos, en el caso de los tiempos de fraguados la nueva materia primo arrojo´ un valor de 7,70 horas y el lignosulfonato alcanzo 9,45 horas. Por otra parte se corroboro´ que es posible escalar los ensayos de laboratorio a escala industrial en donde se realizó un batch de 5000 litros en la línea de líquidos de la organización demostrando que el comportamiento del lote industrial a nivel fisicoquímico, funcional y cuantitativo fue similar a los valores obtenidos a escala laboratorio. Se evidencio´ en el lote piloto, una completa síntesis de la reacción puesto a que la materia prima resultante alcanzo´ valores de pH por encima de las 10 unidades demostrando que la reacción fue completa. Por otra parte se analizó la relación costo beneficio y se demostró que la nueva materia prima obtenida tiene una factibilidad técnica y económica igual a 1,65, adicional a que representa una reducción de costos del 63, 91% con respecto a la compra de lignosulfonatos comprados actualmente.