Nanosilice sobre el concreto


Universidad Simón Bolívar
NANOSÍLICE EN CONCRETOS.

Sartenejas, Marzo 2013.

Resumen
El siguiente trabajo es una monografía en la que se presenta el uso de la nanosílice (Nano-SiO2) como agregado en concreto. Se plantea el aspecto y las propiedades intrínsecas del aditivo, así como las consecuencias que acarrea al ser añadido a un concreto fresco o consolidado. Asimismo, se evalúa larelación costo-beneficio del uso de esta nanopartícula. De igual manera, se comparan las proporciones añadidas de nanosílice en concreto con respecto a otras nanopartículas, tomando en cuenta el efecto que cada una de ellas causa. Además, se menciona la aplicación del uso de la Nano-SiO2 en construcción civil y en otros sectores. Por último, se estudia el método de fabricación y el uso de lananosílice en Venezuela y el mundo.

Palabras claves: Nanopartícula, Nanosílice, Concreto fresco, Concreto consolidado, Aditivo.


1. Introducción.
El uso de las nanopartículas como aditivos es un tema que actualmente se encuentra en crecimiento. En la última década la implementación de estas pequeñas partículas han contribuido al mejoramiento de materiales preexistentes.
Una de lasnanopartículas más utilizadas en la actualidad, por sus excelentes propiedades, es la nanosílice. La misma se desarrolló por la necesidad de evitar los factores contaminantes de la microsílice.
Para conocer un poco más de la nanosílice, así como de su uso, fabricación, rentabilidad, ventajas y desventajas; a continuación se presenta una pequeña monografía que toma en consideración dichos aspectos.

2.Aspectos y propiedades de la nanosílice.
Una nanopartícula es definida en el campo de la ingeniería civil como una partícula de 1-100nm de dimensión, la cual es capaz de reaccionar con el cemento anhídrido para formar compuestos hidratados que originen estructuras más densas y menos porosas que las de un mortero convencional [1].
Estableciendo comparación entre los diferentes tamaños dela sílice, se puede argumentar que la microsílice, la sílice precipitada y la nanosílice, tienen un rango parecido en cuanto a tamaño de partícula, sin embargo, las dos primeras, al estar presentes como un gran aglomerado de partículas y no como partículas aisladas, tienen menor área superficial específica en comparación con la nanosílice. De allí la velocidad de reacción que presenta la nanosílicey mayores resistencias tempranas. [6]
De esta forma, la nanosilice (NS) está constituida por nanopartículas esféricas de sílice (SiO2) (figura 2.1) en estado líquido. Es el material de sílice de mayor reactividad o actividad puzolánica; este aspecto viene dado por su gran pureza, su reducido tamaño de partícula y por consiguiente de su mayor área y energía superficial, características quevarían según su proceso de síntesis. De esta forma sus características físicas están alrededor de los siguientes valores: tamaño de partícula (nm): 3-150, área específica (m2/g): 20-1000 y densidad (g/ml): 1.15, tal como se muestra en la tabla 2.1 a continuación: [2] [3]



Debido a su tamaño nanométrico, se comercializa en forma líquida adicionada con otros compuestos, facilitado sutransporte y trabajabilidad. [1]



Como regla general se tiene que la NS en su composición química, domina la presencia de SiO2 (>99%); mientras que, los demás componentes varían en proporciones según el fabricante, un ejemplo se tiene en la tabla 2.2 a continuación: [1]



En general, añadir nanopartículas, es importante desde el punto de vista de la durabilidad final delmaterial, obteniéndose estructuras densas y homogéneas que impiden que agentes químicos agresivos se introduzcan y degraden al material. De forma que están recomendadas para materiales cementicios que vayan a someterse a ambientes muy agresivos alargando su vida útil. [1]
Fundamentalmente, la gran importancia que tiene la adición de este nanomaterial, es que la sílice por sí misma posee un valor...