Movilidad en el marco de la actividad The role of bentonite in cement-bentonite and slag-cement-bentonite slurry wall performance

Durante esta movilidad trabajaré en la publicación de un artículo científico con el profesor Jeffrey Evans de Bucknell University (EEUU). El artículo se titula tentativamente "The role of bentonite in cement-bentonite and slag-cement-bentonite slurry wall performance¿.Las barreras cortaflujo son estructuras geotécnicas de baja permeabilidad, diseñadas para minimizar el flujo de aguas subterráneas o para controlar la migración de contaminantes subsuperficiales. Para su construcción, estas estructuras usan múltiples materiales; en los Estados Unidos, las barreras construidas con suelo y bentonita (¿SB slurry walls¿) son las más populares, mientras que en el Reino Unido las barreras normalmente se construyen con cemento y bentonita (¿CB slurry walls¿) o escoria-cemento-bentonita (¿SCB slurry walls¿). La bentonita, geomaterial hidrofílico compuesto primordialmente por el mineral de arcilla montmorillonita, juega un papel fundamental en la operación y desempeño de las barreras de suelo y bentonita (SB) ya que promueve la baja permeabilidad de la barrera (normalmente menor que 1 × 10^-9 m/s). Sin embargo, en las barreras CB y SCB, cuando la bentonita reacciona con cemento, se desencadenan una serie de reacciones químicas secundarias que involucran los productos de hidratación del cemento y las reacciones de hidrólisis. Como fruto de dichas reacciones secundarias, la estructura mineral de la bentonita se degrada gradualmente con el tiempo. Por lo tanto, se deduce que el papel real de la bentonita, cuando se construyen barreras con cemento-bentonita (CB) o escoria-cemento-bentonita (SCB), no es tan crítico en términos de desempeño de las barreras a largo plazo. En este proyecto de investigación, a la fecha se han realizado múltiples análisis de microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X sobre muestras de SCB en proceso de curado en laboratorio, para investigar si la mineralogía de la bentonita se degrada similar a como ocurre en barreras CB. Los resultados muestran que la firma mineral de la bentonita en lechadas SCB se degrada lentamente con el tiempo; por lo tanto, esta investigación indica que el papel real que juega el material bentonita al interior de barreras CB y SCB no es crítico para el desempeño de la barrera a largo plazo. Aunque los resultados de la investigación a la fecha permiten confirmar el grado de importancia de la bentonita en las barreras, aún queda amplio trabajo por hacer para entender la naturaleza de las reacciones secundarias de la bentonita con los productos de hidratación del cemento e hidrólisis, las cuales podrían potencialmente afectar el comportamiento de la estructura al largo plazo. Estos fenómenos serán el objeto de estudio durante la visita académica que se propone sea financiada mediante la actual convocatoria de movilidad.