Comportamiento reológico de cementos y morteros activados alcalinamenteinfluencia de las variables del proceso

Resumen

El desarrollo de nuevos cementos más ecoeficientes que el cemento Portland convencional (Ordinary Portland Cement, OPC) es una excelente medida para contribuir a alcanzar el objetivo de desarrollo sostenible propuesto por la Organización de las Naciones Unidas (ONU). Dentro de este grupo de nuevos cementos se encuentran los denominados cementos alcalinos, geopolímeros o cementos activados alcalinamente (Alkali Activated Cements, AACs), que se basan en la activación alcalina de aluminosilicatos (fundamentalmente residuos o subproductos industriales, como escorias de horno alto y cenizas volantes) con disoluciones fuertemente alcalinas. Los morteros y hormigones preparados con los AACs han demostrado poseer características de ecoeficiencia energética y medioambiental, además de presentar excelentes propiedades mecánicas y durables gracias a las microestructuras generadas en su activación. A pesar de las innumerables ventajas de los AACs, la utilización de estos materiales en el sector de la construcción es aún escaso debido a barreras comerciales y a que todavía existe un insuficiente conocimiento y control del comportamiento reológico de sus morteros y hormigones, siendo fundamental e imprescindible este conocimiento para poder establecer unos criterios de fabricación y su puesta en obra final. En el comportamiento reológico de morteros y hormigones de AACs juega un papel fundamental, no solo el tipo de precursor (cementos de escorias activadas alcalinamente (Alkali Activated Slag (AAS) o cementos de cenizas volantes activadas alcalinamente (Alkali Activated Fly Ash (AAFA)) sino también sus condiciones de activación (naturaleza y concentración del activador), las relaciones líquido:sólido y árido:precursor, la presencia de aditivos superplastificantes, modificadores de la reología o modificadores de la viscosidad, y la granulometría y naturaleza de los áridos empleados. Muchas investigaciones se han centrado en estudiar cómo influyen estos factores en el comportamiento reológico de los sistemas de OPC. Sin embargo, hasta el momento, no existe bibliografía ni conocimiento cientifico exhaustivo que aborde el comportamiento reologico de morteros de cementos activados alcalinamente (Alkali Activated Cement Mortars, AACMs). Además, estudios previos han revelado que las pastas, morteros y hormigones de AAS activados con silicato sódico hidratado (waterglass), presentan pérdidas de trabajabilidad muy rápidas y comportamientos reológicos anómalos. Estos fenómenos han estado asociado a la formación de nano y microestructruras, que, hasta la fecha, no han sido identificadas. Es por ello que los objetivos principales de la presente Tesis Doctoral han sido: Determinar y evaluar cómo afectan los factores que intervienen en el proceso de producción de AACMs en su comportamiento reológico en estado fresco y establecer su influencia en estado endurecido. Estudiar el comportamiento reológico de las pastas de AAS, con el fin de identificar, por primera vez, los productos de reacción temprana en las pastas de escorias vítreas de horno alto activadas alcalinamente con waterglass (AASWG) de manera que se pueda explicar el origen de la rápida pérdida de fluidez de estos cementos.