Modificación de las propiedades de matrices cementantes mediante la adición de nanopartículas de sílice

En la presente investigacion, se evaluo el efecto de adicionar nanoparticulas de silice a dos matrices cementes buscando establecer su influencia en las propiedades finales de dichos materiales. Para llevar a cabo esta evaluacion, se adicionaron las nanoparticulas en dosificaciones desde 0.30% - 5.0% en peso, con la finalidad de determinar la dosificacion a la cual se obtienen los mejores resultados. Una de las conclusiones obtenidas de la presente investigacion senala que al utilizar este tipo de materiales, el mayor reto a superar, es la correcta dispersion de las nanoparticulas en las matrices cementantes, ya que de no asegurar dicha dispersion y debido a la alta energia superficial que poseen las nanoparticulas, se presenta una tendencia natural a aglomerarse conformando asi materiales de tamanos muy superiores a los que presentan en su estado original, perdiendo asi la ventaja de su uso. Para prevenir este efecto y como resultado de la primera etapa de esta investigacion, se propuso un metodo de mezclado en el cual se utilizo como dispersante un aditivo superplastificante (en adelante llamado SP) de base policarboxilato de calcio en dosificaciones de 0.5% en peso que se adiciono a ambas matrices cementantes. Los resultados obtenidos sugieren que algunas propiedades tales como la resistencia mecanica a la compresion, la resistencia a la flexion y sobre todo, la resistencia al ataque quimico por sulfatos, se ven mejoradas mediante la adicion de nanoparticulas de silice. Dicha mejoria se observo tanto en la matriz de cemento Portland como en la matriz de cemento sulfoaluminoso. Los resultados finales de la investigacion mostraron que la resistencia mecanica a la compresion para un cemento Portland ordinario se mejoro hasta en un 40% a edad de 24 h cuando se adicionaron las nanoparticulas en porcentaje de 0.50% en peso, sin embargo, los resultados al resto de las edades no presentaron mejoria. Para la matriz de cemento sulfoaluminoso (en adelante CSA), los mejores resultados se obtuvieron tambien con la dosificacion de 0.50% en peso con relacion al cemento, sin embargo, la mejoria no fue de la misma magnitud a la obtenida con la matriz de cemento Portland. Por otro lado, la resistencia al ataque quimico por sulfatos presento una mejoria de hasta un 80% para la matriz de cemento sulfoaluminoso cuando se adicionaron las nanoparticulas de silice. Este resultado sugiere que la matriz con nanoparticulas presenta una mayor densificacion propiciando por ende, un menor grado de porosidad.