Desarrollo de hormigones con acción hidrofóbica y repelente al agua

Abstract

En la mayor parte de los procesos de deterioro del hormigón, tales como corrosión, cristalización de sales o biodeterioro, interviene el agua. Para reducir la absorción de agua, se suelen emplear tratamientos superficiales que generan una superficie hidrófoba. Su principal inconveniente se relaciona con la limitada durabilidad de su efecto protector que está asociado a la escasa penetración de los tratamientos en el hormigón. Otra estrategia alternativa es la incorporación del componente hidrófobo, como aditivo, durante el proceso de fabricación. No obstante, esta estrategia presenta también inconvenientes asociados a la ralentización de las reacciones de hidratación del cemento y a la dificultad de mezclado de los componentes, que provocan un claro empeoramiento de las propiedades mecánicas del material. En esta Tesis Doctoral, se han desarrollado diversas estrategias de síntesis para producir tres formulaciones, basadas en alcoxisilanos, con aplicación como aditivos en el proceso de fabricación del hormigón. Las formulaciones son empleada con el objetivo de dotar al hormigón de propiedades hidrófobas y establecer, además, una interacción efectiva con las fases cementantes, promoviendo la formación de silicato de calcio hidratado (gel C-S-H). Adicionalmente, se exploró la incorporación de áridos funcionalizados con un agente hidrófobo con capacidad de interaccionar simultáneamente con los componentes del hormigón y con las formulaciones objeto de investigación. Para evaluar la efectividad de las estrategias empleadas, se ha llevado a cabo una completa caracterización de los siguientes parámetros: (i) procesos de hidratación del cemento en presencia de las formulaciones desarrolladas; (ii) interacciones químicas entre los componentes del hormigón y las formulaciones; (iii) microestructura del hormigón fabricado y (iv) propiedades mecánicas, hídricas y texturales del hormigón. Los resultados obtenidos han demostrado que las estrategias aplicadas permiten obtener hormigones con una elevada resistencia a la absorción de agua, consiguiéndose la repelencia en algunas de las formulaciones ensayadas. Además, se confirmó que la formación de silicato de calcio hidratado, como consecuencia de la interacción entre alcoxisilano y portlandita resultante de las reacciones de hidratación, contribuyen a una mayor cohesión del hormigón fabricado. También se determinó que las condiciones de curado tienen un efecto significativo en el comportamiento hidrofugante de los materiales, siendo más favorable en las condiciones de humedad reducida. Por último, destacar que en una de las formulaciones desarrolladas se comparó la eficacia y durabilidad del tratamiento aplicado como aditivo, con respecto a su aplicación en superficie y también se comparó con productos comerciales. En todos los casos, los mejores resultados fueron obtenidos con la formación desarrollada en nuestro laboratorio y aplicada como aditivo en el proceso de fabricación del hormigón.