Modificaciones estructurales del gel c-s-h irradiado con láser continuo de co2

Resumen

En esta memoria de tesis doctoral se ha profundizado en el conocimiento del silicato cálcico hidratado (gel C-S-H), componente principal del cemento hidratado y responsable de conferirle al mismo sus propiedades mecánicas y resistentes. La estructura de este compuesto se asemeja a la de los minerales tobermorita y jenita, pero no posee una estequiometría bien definida. De entre todas sus características, las más importantes son la versatilidad a la hora de adquirir diferentes relaciones Ca/Si y valores de longitud media de cadena. El objetivo de este trabajo ha sido determinar, si tras un calentamiento rápido de un gel C-S-H sintético, y procedente de un cemento, se mantiene la relación Ca/Si inicial. Para ello se sintetizó un gel mediante el método de la doble descomposición, que permite su obtención de manera rápida y controlada. Se ha determinado que la síntesis de muestras de gel C-S-H a través del método de la doble descomposición no permite sintetizar geles con cualquier relación Ca/Si. Únicamente se generan geles con una relación Ca/Si experimental que varía entre 0.8 y 1.1, independientemente de la relación Ca/Si teórica de partida (0.5-2.0). No obstante, estas estructuras no son estables, y se despolimerizan con el paso del tiempo a través de un proceso de descalcificación-carbonatación; determinándose por primera vez, que el CO2 atmosférico, en contacto con la disolución formadora, queda adsorbido sobre el gel C-S-H. Para llevar a cabo la síntesis de este compuesto se han utilizado diferentes fuentes de calcio y silicio, generando modificaciones en los geles C-S-H. Así, la nanosílice genera estructuras menos polimerizadas, como se ha observado por primera vez a través de SR-FTIR, demostrando que esta técnica puede ser muy prometedora para el estudio de este tipo de compuestos amorfos y nanoestructurados. La irradiación de muestras de gel C-S-H sintético con diferente relación Ca/Si demuestra, por primera vez, que tras la irradiación con un láser continuo de CO2, las muestras mantienen la relación Ca/Si que tenían en la fase hidratada. Si lo que se irradia es un mortero de cemento hidratado, y que por lo tanto presenta otras fases en su composición además del silicato cálcico hidratado, después de la irradiación se identifican, además de silicatos y aluminatos cálcicos anhidros, dos fases hidratadas: portlandita y yeso. Ambas fases se originan por la hidratación con el vapor de agua desprendido en la irradiación de las fases hidratadas, y se caracterizan por presentar una elevada estabilidad, ya que el hidróxido cálcico, no se carbonata tras su exposición al CO2 atmosférico.