Influencia de las adiciones puzolánicas en los morteros de restauración de fábricas de interés histórico-artístico

Resumen

En los morteros de restaruración de fábricas históricas, se pueden destacar dos requisitos fundamentales por encima del resto: una cierta hidraulicidad, que garantice el fraguado en tiempo y condiciones razonables, y una cierta afinidad con los conglomerantes calcáreos históricos, siempre que no haya riesgo de un colapso estructural inminente. Dado que los morteros hidráulicos, y los materiales que los componen, se estudian a menudo para otras prestaciones con requisitos opuestos a conservación y restauración del patrimonio, donde existen grandes lagunas en este campo, el objetivo de la tesis es favorecer el diseño de morteros de restauración mediante el empleo de cal con adiciones hidráulicas, puzolánicas y tixotrópicas, y estudio de su relación con las cales hidráulicas naturales (NHL). Para ello, primero se estudió la activación puzolánica de productos, en cuanto a: temperatura y tiempo de cocción, y su análisis por métodos químicos (Fratini), por métodos térmicos (TG/ATD) y por métodos mecánicos, con o sin aceleración del curado. Posteriormente se fabricaron varias series de morteros de cal aérea (control), de cal-MK, de cal-CPO, de NHL y de cal-MK-sepiolita, en los que se estudiaron sus propiedades físico-mecánicas (densidad, porosidad, absorción, resistencia, elasticidad), mediante balanza hidrostática, transmisión de ultrasonidos y prensado con medida de los desplazamientoss mediente LVDT, y se caracterizaron las fases de fraguado presentes, mediante el uso combinado de ATD/TG, DRX, MEB/DEX y espectrometría de masas. De donde, entre otras conclusiones, se establecieron las ventajas dudosas de los morteros de cal hidráulica natural frente a los de cal-cemento, los riesgos de las puzolanas altamente reactivas como el MK, las ventajas e inconvenientes de las arcillas plastificantes o tixotrópicas como la sepiolita, la inadecuación del clásico ensayo de Fratini para medir la puzolanicidad de materiales no cementícios, los problemas del curado en agua caliente de los morteros de cal y el interés del uso de puzolanas semi-reactivas, sobre lo que se proponene líneas de investigación futuras. Pero sobre todo, se comprobó la necesidad de una normalización rigurosa de los morteros de restauración. PALABRAS CLAVE: Morteros de restauración, morteros de cal aérea, morteros de cal hidráulica, puzolanas, metacaolín, sepiolita, fábricas históricas. ABSTRACT There are two main requirements which stand out over the rest on restoration mortars for historic masonries, as far as it won't be an imminent danger of structural collapse. Some hydraulicity, that guarantees a reasonable setting time in usual conditions, and affinity with historic lime binders. Hydraulic mortars and its constituent materials are usually tested for field. That's why the aim of this thesis is to contribute to designing restoration mortars made of lime mixed with hydraulic, pozzolanic and tixotropic additions. And to study its relation to natural hydraulic limes (NHL). Pozzolanic activation was first studied, concerning to burning time an temperature. Moreover, chemical analysis (Fratini), thermal analysis (TG/DTA) an mechanical tests of pozzolanic activity (with and without speeding up of curing time), were compared and checked. Afterwards, several mortars series were made of pure lime (control), MK-lime, OPC-lime, NHL, an MK-lime with sepiolite. Their physical-mechanical properties (density, porosity, absorption, strenghth, elasticity) were studied using hydrostatic balance, ultrasonic transmission, and loading with displacement registry by LVDT. Existing setting phases were characterized by means of combined use of TD/DTA, XRD, SEM/XED and mass spectrometry. Amongst other things, it was concluded that natural hydraulic lime mortars behaviour compared to cement-lime ones have doubtful advantages, and using high reactivity pozzolans like MK in restoration mortars, may be dangerous too. Advantages and disadvantages of using plasticizing or tixotropic clays, like sepiolite, were commented. Misappropriation of the classic Fratini test for pozzolanity measuring in non cementitious materials, was established. Difficulties of hot water curing for lime mortars, and semi-reactive pozzolans interest, were also analysed. And future investigation lines about all this things were proposed. Finally, this work brings out the need for an accurate normalization on restoration mortars. KEYWORDS: Restoration mortars, lime mortars, hydraulic mortars, pozzolans, metakaolin, sepiolite, historic masonries.