Evaluación del desempeño del cemento Pórtland tipo III adicionado con sílice de diferentes tamaños de partícula

Abstract

En este proyecto se identifica la reacción entre sílices de diferentes tamaños de partículas, tal como el humo de sílice (microsílice) y el pirosil (sílice porosa) y el cemento Pórtland tipo III por métodos de caracterización como difracción de rayos x (DRX), termogravimetría (TG) y ensayos de resistencias mecánicas para cuantificar el incremento en las resistencias a la compresión (ASTM C311) y así reconocer y cuantificar las mejoras en las propiedades que le atribuye las diversas sílices a la mezclas cementicias. Los resultados mostraron que la reacción entre las dos sílices y el hidróxido de calcio del cemento aumentan las resistencias mecánicas, y además hacen que su reacción con el hidróxido de calcio forme complejos de silicatos cálcicos (tobermorita), factor que se ve incrementado en ambos casos por el carácter amorfo de los materiales utilizados y el área superficial, siendo la del pirosil 140 veces mas alta que la del cemento, la cual favorece la reactividad, y aumenta su carácter puzolánico. Finalmente, las resistencias desarrolladas por el humo de sílice permiten demostrar que después de un 10% de sustitución, esta ya no es efectiva, ya que las resistencias disminuyen frente a una muestra patrón, lo que lleva a concluir que la sustitución optima de humo de sílice es del 10%; mientras que para el pirosil, las resistencias constituyen un dato prometedor inclusive para adiciones de tan solo 5%, esto debido a la densificación de la matriz que le proporciona mayores resistencias a la compresión con incrementos hasta del 20% a 28 días de curado, pero con la desventaja de que la demanda de agua se incrementa a causa de la reología misma del pirosil. / Abstract: On this project is identified the reaction between silicas of different particle size, such as the silica fume (microsilica) and the pirosil (porous silica) and the type III Portland cement using characterization methods such as x ray diffraction (XRD), thermal analysis (TGA) and mechanical resistance to quantify the increase on compressive resistance (ASTM C311) and recognize and quantify the improvements in the properties that are given by the different kinds of silica to the cementious mixes. The results showed that the reaction between the two silicas and the calcium hydroxide of the cement increase the mechanical properties, and also make that it´s reaction with the calcium hydroxide forms complexes of calcium silicates (tobermorite), factor that is increased in both cases by the amorphous character of the materials used and the surface area, being the pirosil’s surface area 140 time higher than the surface area of the cement, which favors the reactivity and increases it’s poozolanic character. Finally, the resistances developed by the silica fume allow to demonstrate that after 10% of substitution, this is no longer effective because the resistance decrease compared to a pattern sample, which leads to conclude that the optimum substitution of silica fume is 10%; while to the pirosil, the resistances are a promising data even for additions of only 5%, this due to the densification of the matrix that gives higher compressive resistances with increases up to 20% after 28 days of curing, but with the disadvantage that the water demand is increased due to de rheology of the pirosil itself.