Comportamiento de morteros de cemento con nano adiciones sometidos a ciclos hielo-deshielo

espanolEl auge de la nanotecnologia en las ultimas dos decadas, ha sido de considerable interes cientifico para la industria de la construccion, debido al alto potencial en la utilizacion de nano-particulas en materiales cementicios. Estos permiten una reingenieria de los productos existentes y el diseno de nuevos materiales de altas prestaciones. En esta linea son muchos los trabajos realizados en los que se estudia el efecto de las nanoadiciones en morteros y hormigones. Sin embargo son muy pocos los trabajos en los que se analiza el comportamiento de estos materiales bajo ciclos de hielo-deshielo. El objetivo de este trabajo es determinar la influencia de la incorporacion de nanoSiO2, nanoAl2O3 asi como la mezcla de ambas adiciones, en morteros de cemento cuando son sometidos a ciclos de hielo-deshielo, e interpretar dicho comportamiento a traves de los cambios microestructurales. Para ello se fabricaron cuatro morteros de cemento con distintas adiciones. Un mortero de cemento CEM I 52,5R normalizado de acuerdo a la Norma Europea EN 196-1:2005 como control. Otro de igual composicion, al que se incorporo un 5% de nano-SiO2 respecto a la cantidad total de cemento, un tercero con un 5% de nano-Al2O3 y un cuarto con un 2,5% de nano-SiO2 y un 2,5% de nano-Al2O3. La relacion agua/material cementante de 0,47. Para cada mortero, se fabricaron 4 probetas de 15x15x15 cm con el fin de determinar su resistencia a ciclos de hielodeshielo de acuerdo a la UNE-CEN/TS 12390-9 EX. Ademas, se caracterizaron microestructuralmente mediante porosimetria por intrusion de mercurio, analisis termogravimetrico y micrografia electronica. Los resultados de la caracterizacion microestructural ponen de manifiesto un refinamiento de la matriz porosa, con aumento de la cantidad de geles hidratados. Las imagenes de SEM revelan cambios en la morfologia de los productos hidratados de la matriz cementicia, siendo notables tanto en la portlandita como en la ettringita. Los cambios producidos por la adicion de nano silice muestran una gran influencia en la estructura porosa y determinan una mejora muy significativa en el comportamiento de estos morteros bajo ciclos hielo-deshielo. EnglishThe rise of nanotechnology in the last two decades has been of scientific interest considerable for the construction industry due to the high potential in the use of nano-particles in cementitious materials. These allow a reengineering of existing products and the design of new highperformance materials. In this line there are many works in which we study the effect of additions of nano-particles in mortars and concretes. However, were very few scientific papers in which we study the behavior of these materials under freeze-thaw cycles. The aim of this study was to determine the influence of incorporating nano-SiO2, nano-Al2O3 and the mixture of both additions in cement mortar when subjected to freeze-thaw cycles, and interpret such behavior through microstructural changes. For this purpose four cement mortars have been fabricated with different additions. A cement mortar CEM I 52,5 R normalized according to the European standard EN 196-1:2005 was manufactured as control . Another mortar with a 5% nano-SiO2 in respect to the total amount of cement, other with 5% nano-Al2O3 and for last a mortar with 2.5% of nano-SiO2 and 2.5% of nano-Al2O3. The water/binder ratio was 0.47. For each mortar, four specimens were made of 150x150x150 mm in order to determine its behavior under freeze-thaw cycles according to UNE-CEN/TS EX 12390-9. Furthermore, the mortars were characterized microstructurally by mercury intrusion porosimetry, thermogravimetric analysis and electron micrograph. The microstructural characterization results show a refinement of the porous matrix, with increased amount of hydrated gels. The SEM images show changes in the morphology of the products of the hydrated cement matrix being remarkable both in the portlandite as in the ettringite. The changes produced by the addition of nanosilica show a great influence on the porous structure and determine a significant improvement in the behavior of these mortars under freeze-thaw cycles.