Morteros de Escoria Activada Alcalinamente. Propiedades y Durabilidad

Dr. Francisca Puertas

Inst. Eduardo Torroja-CSIC Spain

puertasf@ietcc.csic.es

Dr. Marta Palacios Inst. Eduardo Torroja-CSIC

Spain martapalacios@ietcc.csic.es

Dr. Ruby de Gutiérrez Universidad del Valle

Colombia rudeguti@hotmail.com

Resumen: El estudio y desarrollo de materiales de construcción alternativos a los tradicionales basados en cemento Pórtland, en cuya fabricación no se emitan gases contaminantes, no degraden los entornos y se obtengan con un apreciable ahorro energético, constituye una línea de investigación de gran interés científico y tecnológico, a escala mundial. Dentro de estos materiales alternativos se encuentran aquellos que proceden de la activación alcalina de subproductos industriales tales como las escorias de horno alto y/o las cenizas volantes. Estos cementos se obtienen por la mezcla de dichos residuos y disoluciones alcalinas. Estos nuevos materiales se caracterizan por presentar unas elevadas prestaciones mecánicas y no requerir en su elaboración los elevados consumos energéticos que son inherentes al proceso de fabricación de los cementos Pórtland. En la presente comunicación se muestran los resultados obtenidos en torno al comportamiento de morteros de escoria activada alcalinamente, tanto desde el punto de vista mecánico-resistente, de estabilidad de volumen y durabilidad. Se demuestra la elevada resistencia a los sulfatos y agua de mar que tienen en estos morteros, así como su comportamiento frente a la acción del CO2. Palabras Clave: morteros, escorias activadas alcalinamente, propiedades, durabilidad. 1. INTRODUCCION La fabricación de cemento Pórtland es un proceso energéticamente costoso (se invierten cerca de 7000 Mj/t de cemento) y altamente contaminante (se estima que por cada tonelada de cemento se emiten 0,850 toneladas de CO2). La necesidad de alcanzar la sostenibilidad en el proceso de obtención del cemento Pórtland implica la búsqueda de mejora de los procesos actuales (implementación de mejoras tecnológicas y valorización de residuos como sustitutos parciales de los combustibles y materias primas) y el desarrollo de nuevos conglomerantes de elevada eficiencia energética y baja contaminación. Entre estos se encuentran los denominados “cementos alcalinos”, los

Cementos alcalinos

Segundo grupo Primer grupo

Geocemento

Cemento aluminato alcalino

Cemento Portland alcalino

Cemento de ceniza activada

Cemento de escoria activada

Mat. de partida

Producto Reacción

Arcillas, Feldespatos, Sol. Óxidos, Anfóteros, Etc.

Escorias.Metalurg., Fosforosas, No férricas, Vid. sintéticos, Etc.

Cenizas volantes, Vidrios y ceniza Volcánicas, Residuos natural.

OPC (escoria, Puzolana, belita, etc.), Etc.

CAC variedades, Escorias acería, Aluminato cálcico, Etc.

Aluminoferro- silicatos alcalinos y alcalinoterreos hidratados NATURALEZA

Silicatos, aluminatos y ferritos alcalinos y alcalinoterroes hidratados

NO NATURALEZA

cuales se obtienen por la mezcla íntima de una disolución fuertemente alcalina y un material, que puede ser de origen natural (arcillas) o artificial (básicamente escorias de horno alto y cenizas volantes silicoaluminosas). Las características y propiedades de estos cementos varían mucho dependiendo del material de partida y de las condiciones de activación. Una posible clasificación de los cementos alcalinos se presenta en la Tabla 1 [1]. Esta comunicación se va a centrar en los cementos alcalinos obtenidos por la activación alcalina de escorias de horno alto.

Figura 1.-Clasificación de los cementos alcalinos [1] El principio en el que se basa la activación alcalina de escorias fue propuesto por Purdon [2] en 1949, pero fue en los años 60 cuando Glukhovsky et al [3-4] desarrollaron en la Universidad de Kiev los primeros cementos y morteros de escorias activadas alcalinamente. A partir de los años 90 el interés por los cementos activados alcalinamente fue creciendo en la Europa occidental y en otros países como China, India, Japón, USA. Desde entonces, esta temática ha sido estudiada con renovada intensidad por una buena parte de la comunidad científica internacional con el objetivo de desarrollar una nueva generación de materiales cementantes. En este sentido, el Grupo de Investigación “Química del Cemento” del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja lleva trabajando esta temática desde hace más de 12 años. Desde el año 2001 se vinculo a estos estudios el grupo de Materiales Compuestos de la Universidad del Valle en Cali, Colombia. Los cementos de escoria activada alcalinamente se obtienen por la mezcla íntima de escorias vítreas (generalmente de horno alto aunque también pueden ser naturaleza no férrea) y disoluciones fuertemente alcalinas (NaOH, KOH, M2O·SiO3·nH2O (M=Na, K), Na2CO3) a temperatura ambiente. La preparación de morteros y hormigones de estos cementos se realiza de manera análoga a la de los de cemento Pórtland [5].

Como resultado de la interacción química entre la escoria y las disoluciones alcalinas se producen una serie de procesos de disolución, nucleación, condensación y precipitación que conducen a la formación de diferentes productos de reacción (básicamente silicatos cálcicos hidratados, gel CSH) asimilables a los formados en una pasta de cemento Pórtland y con propiedades cohesivas y adherentes que explican, en gran medida, el comportamiento mecánico, resistente y durable de esos materiales obtenidos por activación. Más información relacionada con las características y propiedades que tienen los productos de reacción formados en la activación alcalina de escoria puede ser consultada en [6-9]. A continuación se presentan algunos de los resultados que hemos obtenido tras nuestras investigaciones en torno a las propiedades y comportamiento de estos morteros de escoria activada alcalinamente, desde un punto de vista mecánico, de estabilidad de volumen y de durabilidad. 2. COMPORTAMIENTO MECANICO DE MORTEROS DE ESCORIA ACTIVADA ALCALINAMENTE En la preparación de estos morteros se utilizaron como ligantes una escoria de horno alto española y un cemento Pórtland tipo I, exento de adiciones minerales. Los análisis químicos de estos materiales se presentan en la Tabla 1. El contenido en fase vítrea de la escoria era del 99%, y su superficie específica 325 m2/kg. La superficie específica Blaine del cemento era de 360 m2/kg. Tabla 1.- Análisis químico de la escoria de horno alto y de cemento Pórtland

CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO SO3 S2- Na2O K2O P.F. R.I.

Escoria 41.37 34.95 13.11 0.69 7.12 0.06 1.92 0.27 0.23 2.02 0.11 Cemento 64.41 19.97 5.17 3.85 2.65 2.64 --- 0.39 0.78 0.78 0.29 P.F. Pérdida al fuego; R.I. Residuo insoluble Se prepararon probetas prismáticas de 4x4x16 cm de morteros de escoria activada alcalinamente y de cemento Portland con una relación árido/ligante de 2/1, utilizando para ello un árido silícico (99% SiO2, cuarzo). La relación líquido/sólido (l/s) se determinó mediante el ensayo de escurrimiento UNE-80-116-86. Se midieron las resistencias mecánicas a flexotracción y a compresión de dichas probetas a 2, 7 y 28 días de curado de acuerdo con la norma UNE-EN 196-1. En la Fig.1 se muestra la evolución resistente de los morteros de cemento Pórtland y los de escoria activada alcalinamente. Estos últimos se prepararon utilizando dos activadores alcalinos diferentes (disolución de NaOH y waterglass (Na2O·SiO3·H2O)), y con dos concentraciones de activador distintas (4 y 5% Na2O en masa de escoria). Como se puede observar en estas gráficas, los morteros de escoria activada con waterglass con una concentración del 5% Na2O, desarrollan unos valores resistentes, tanto a flexión como a compresión, a todas las edades de estudio, comparables a los del cemento Pórtland. Sin embargo, cuando el activador es una disolución de NaOH, los valores resistentes son sensiblemente inferiores. En un estudio anterior [10] ya se comprobó que el factor más determinante en el desarrollo resistente en los morteros de escoria activada

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Resistencias

Compresión (MPa)

2 días 7 días 28 días

Tiempo de curado

CEMENTO ESCORIA + WATERGLASS (4% Na2O)

ESCORIA + WATERGLASS (5% Na2O) ESCORIA + NaOH (4% Na2O)

ESCORIA + NaOH (5% Na2O)

0

2

4

6

8

10

12

Resistencias

Flexotracción (MPa)

2 días 7 días 28 días

Tiempo de curadoCEMENTO ESCORIA + WATERGLASS (4% Na2O)

ESCORIA + WATERGLASS (5% Na2O) ESCORIA + NaOH (4% Na2O)

ESCORIA + NaOH (5% Na2O)

alcalinamente es la naturaleza de la disolución activadora, obteniéndose siempre los mejores valores cuando dicho activador es una disolución de waterglass. Otro factor es la concentración del activador, cuyos valores óptimos se encuentran entre 3-5% de Na2O. La dosificación óptima depende de la naturaleza y finura de la escoria y de las condiciones de curado. Los mejores valores resistentes se obtienen con las escorias básicas y con una superficie específica en un rango entre 400-550 m2/kg. Al aumentar la temperatura de curado se incrementan las resistencias a primeras edades, al igual que sucede en los sistemas de cemento Pórtland, sin embargo a edades más avanzadas las resistencias disminuyen. La mejor evolución resistente se consigue a temperatura ambiente.

Fig. 1.- Evolución resistente de los morteros de escoria activada alcalinamente En la Tabla 2 se muestran los valores del módulo elástico de los morteros de escoria activada con waterglass (4% Na2O) y del cemento Pórtland. Estos últimos tienen un módulo elástico ligeramente superior (14,4%) que los correspondientes de escoria activada. Tabla 2. Módulos Elásticos

MORTEROS

MÓDULO ELÁSTICO ( MPa)

DEFORMACIÓN (mm)

Escoria + Wg 4.860 0,1277 Cemento 5.679 0,1136

3. ESTABILIDAD DE VOLUMEN DE MORTEROS DE ESCORIA ACTIVADA ALCALINAMENTE En estos estudios de estabilidad de volumen de morteros se utilizaron los mismos materiales empleados en el apartado anterior (ver Tabla 1). Las condiciones de ensayo utilizadas en este estudio de estabilidad dimensional fueron las siguientes: Se prepararon probetas de mortero prismáticas de 2.5 x 2.5 x 28.7 cm de los diferentes morteros y se determinó su retracción lineal por secado, de acuerdo a la norma UNE 80-112-89. Este ensayo se realizó sobre probetas curadas a dos humedades relativas (HR) diferentes (99% y 50%). En la Fig. 2 se muestran los resultados obtenidos.

Fig. 2.- Retracción de los morteros de escoria activada alcalinamente y de cemento

Pórtland, a) HR=99% y b) HR=50%

La Fig.2a muestra que al 99% de humedad relativa y después de 1 año de ensayo, los morteros de escoria activada con waterglass experimentan una retracción 6 veces superior a los correspondientes de cemento Pórtland. Por otro lado, los morteros de cemento Pórtland y de escoria activada con NaOH, presentan durante los primeros 28 días, valores de retracción muy similares, aunque a partir de dicha edad de curado, la retracción de los morteros de escoria activada con NaOH se incrementa, llegando a ser un 40% superior después de un año de ensayo. En condiciones de humedad relativa del 50%, y de acuerdo a los resultados mostrados en la Fig. 2b, las probetas de escoria activada con waterglass experimentan una retracción por secado 4 veces superior a la de los correspondientes de cemento Pórtland. Aunque los morteros de escoria activada con NaOH experimentan durante los primeros 30 días de curado una retracción inferior a la del cemento Pórtland, sin embargo, a partir de dicha edad de curado la retracción se incrementa y después de un año de ensayo llega a ser un 15% superior. Las causas de esa elevada retracción autógena y por secado de los morteros de escoria activada con waterglass son debidas a la estructura y composición del principal producto de reacción (gel CSH) y a la elevada meso y microporosidad de estos morteros [9, 11]. Se han abordado dos vías fundamentales para intentar reducir esta elevada retracción, una ha sido el empleo de aditivos orgánicos aplicados con éxito en los morteros de cemento Pórtland y otra ha sido el empleo de diferentes fibras de refuerzo para mitigar las tensiones inducidas en la retracción. El empleo de aditivos reductores de la retracción (SRA) reduce sensiblemente la retracción de los morteros de escoria activada alcalinamente, como puede observarse en la Fig. 3.

0 50 100 150 200 250 300 350 4000,00

0,02

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0,0 6

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0,10

0,12

0,14

% Retracción

Días

Escoria + Waterglass Cemento Escoria + NaOH

a)

0 50 100 150 200 250 300 350 4000,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

% Retracción

Días

Es coria + Waterglass Cemento Escoria + NaOH

a) b)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

% Retracción

Días

Escoria + Waterglass Escoria + Waterglass + 1% SRA1 Escoria + Waterglass + 2% SRA1 Escoria + Waterglass + 1% SRA2 Escoria + Waterglass + 2% SRA2 Escoria + Waterglass + 1% V

b)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

% Retracción

Días

Escoria + Waterglass Escoria + Waterglass + 1% SRA1 Escoria + Waterglass + 2% SRA1 Escoria + Waterglass + 1% SRA2 Escoria + Waterglass + 2% SRA2 Escoria + Waterglass + 1% V

b) a)

Fig. 3.- Retracción de los morteros de escoria activada con waterglass, en presencia y

ausencia de aditivos orgánicos; a) HR=99% y b) HR=50 El análisis de la Fig. 3a muestra que al 99% de humedad relativa, la introducción de un 1% en peso de los aditivos reductores de la retracción SRA1 y SRA2 disminuye, después de 12 meses de ensayo, la retracción de los morteros de escoria activada con waterglass en un 46% y 58%, respectivamente. Mientras que la presencia de 2% de SRA1 y SRA2 reduce la retracción durante el mismo tiempo, un 73% y 81%, respectivamente. También resultó positiva la incorporación de un aditivo superplastificante basado en copolímeros vinílicos, disminuyendo la retracción hasta en un 73%. En condiciones de humedad relativa del 50% (ver Fig. 3b), la incorporación de un 1% en peso de SRA1 a los morteros de escoria activada con waterglass reduce hasta un 7% la retracción por secado, con respecto a aquellos morteros que carecen de aditivo. Sin embargo, la incorporación del 1% de SRA2, incrementa ligeramente la retracción de los morteros de escoria durante los primeros 90 días de ensayo, aunque a partir de dicha edad de curado, la retracción de estos morteros es muy similar a la de aquellos que carecen de aditivo. El aumento de la dosificación de los aditivos reductores de la retracción SRA1 y SRA2 a un 2% reduce dicha retracción por secado, un 35% y 47%, respectivamente, aunque la retracción de estos morteros sigue siendo superior a la de los morteros de cemento Pórtland, concretamente, dos veces superior. En la Fig. 4 se muestra la retracción al secado de morteros de escoria activada alcalinamente con waterglass reforzados con distintas fibras (vidrio AR, polipropileno y carbono) [12-13]. Como se puede apreciar, el efecto más positivo lo inducen las fibras de polipropileno, que en una proporción del 1% en volumen del mortero, reducen esa retracción en un 35%. Las fibras de vidrio AR empleadas en los sistemas de cemento Pórtland para reducir la retracción al secado, reducen en estos morteros alcalinos un 20% la retracción. La dosificación óptima de estas fibras en el sistema alcalino es del 0.22%, contenidos de fibras superiores en el mortero incrementan la retracción. Las fibras de carbono no mejoran la retracción en estos morteros de escoria activada.

Fig. 4.- Retracción al secado de morteros de escoria activadas con waterglass reforzados

con fibras de distinta naturaleza. 4. DURABILIDAD DE MORTEROS DE ESCORIA ACTIVADA ALCALINAMENTE 4.1. Comportamiento en medios sulfáticos y agua de mar La resistencia a los sulfatos y al agua de mar de morteros de escoria activada se evaluó utilizando el método de Kock-Steinegger [14]. Mediante este método se evalúa la resistencia de morteros de cementos a la acción corrosiva de disoluciones acuosas sulfáticas. El comportamiento se estima a través de la evolución con el tiempo de la resistencia a flexotracción de los prismas de mortero sumergidos en las disoluciones agresivas. Se prepararon probetas de un tamaño de 1x1x6 cm. Se ensayaron 11 probetas por edad y medio. Se utilizó una arena silícea con un 98% de material cuarzoso y con un tamaño de grano comprendido entre 0.4 y 0.9mm. La relación disolución activadora/escoria fue de 0.52, y la de cemento:arena 1:2. Los prismas fueron conservados inicialmente en cámara de humedad (>95%) durante 21 días, incluyendo las primeras 24 horas. A continuación los prismas fueron sumergidos totalmente en las siguientes disoluciones: - Disolución acuosa de Na2SO4 al 4.4% en peso - Disolución de agua de mar artificial (ASTM D114 86) - Agua desionizada/destilada, como medio de referencia A las edades de 3, 7, 28, 90 y 180 días, los prismas fueron extraídos de las disoluciones y ensayados mecánicamente. Con el fin de conocer los procesos químicos involucrados, las transformaciones mineralógicas producidas en las probetas, y las alteraciones microestructurales de los morteros, a edades determinadas fueron estudiados por Difracción de Rayos X (DRX), microscopía electrónico (SEM/EDX) y porosimetría de mercurio [15].

0 50 100 150 2000,05

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0,25

0,30

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HUMEDAD RELATIVA = 50%

% Retracción

Tiempo de curado (días)

B C D E

En la Tabla 3 se muestran los valores resistentes obtenidos sobre los diferentes morteros ensayados. Tabla 3. Resistencias mecánicas de los morteros

AGUA AGUA DE MAR Na2SO4 Escoria+Wg RF (MPa) RF(MPa) RF(MPa)

3dias 2.4 ± 0.3 2.5 ± 0.5 2.6 ± 0.5 7 dias 4.1 ± 0.6 4.8 ± 0.9 3.2 ± 0.4 28 dias 6.0 ± 0.5 5.0 ± 1.0 5.2 ± 0.7 90 dias 9.6 ± 0.6 9.1 ± 0.5 10.3 ± 1.3 180 dias 10.9 ± 1.5 11.0 ± 0.7 10.9 ± 0.9

Escoria+NaOH 3 días 4.0 ± 0.2 4.5 ± 0.2 4.5 ± 0.5 7 días 3.8 ± 0.2 4.1 ± 0.4 4.1 ± 0.5 28 días 3.7 ± 0.3 4.6 ± 0.3 4.7 ± 0.4 90 días 5.5 ± 0.3 5.9 ± 0.4 4.3 ± 0.4 180 días 6.4 ± 0.7 6.1 ± 0.5 4.7 ± 0.4

Estos resultados muestran la elevada estabilidad que tienen los morteros de escoria activada, tanto con waterglass como con NaOH, en medios sulfáticos y de agua de mar. El análisis realizado por DRX y SEM ha confirmado esta estabilidad, aunque se han detectado en los morteros conservados en agua de mar, la presencia de unos pequeños cristales de yeso. Únicamente en los morteros de escoria activada con NaOH se ha detectado ettringita a nivel de trazas. Los morteros de cemento Pórtland, en iguales condiciones agresivas, se desintegran completamente por la acción expansiva de formación de ettringita y en menor medida yeso [16]. En la Fig 5 se muestra una imagen de SEM del mortero de escoria activada con NaOH y conservado en agua de mar, en el que se pueden apreciar los cristales de yeso. Fig. 5.- Morteros de escoria activada con NaOH conservados en agua de mar (90 Días).

Poros con aglomerados de partículas. Detalle de las partículas con forma de aguja La elevada estabilidad de estos morteros de escoria activada a los medios sulfáticos y de agua de mar es debida fundamentalmente a que en la composición química de sus pastas no hay fases aluminato ni Ca(OH)2 o portlandita a diferencia de lo que ocurre en las pastas

de cemento Pórtland. Ello explica la baja reactividad de estos morteros alcalinos en estos medios agresivos. 4.2. Comportamiento frente a la carbonatación El comportamiento frente a la carbonatación de los morteros de escoria activada alcalinamente ha sido objeto de controversia entre los autores [16-18]. En opinión de algunos [16-17] la velocidad de carbonatación de los morteros activados alcalinamente es superior aunque otros indican resultados completamente diferentes [18]. Con los mismos materiales y relaciones indicados en el apartado 2, se prepararon de acuerdo a la norma UNE-EN 196-1, probetas cúbicas de 3cm de morteros de cemento Pórtland y de escorias activadas con NaOH y waterglass (4 % Na2O). Después de 28 días de curado en cámara de humedad (99% HR y 20 ±2ºC), las probetas de mortero se colocaron en una cámara de carbonatación. Esta cámara de carbonatación consistía en un recinto cerrado en el que se aseguraba una humedad relativa ambiente de 43.2% con una disolución de K2CO3 (E 104-02 ASTM). La cámara se saturó en CO2 insuflando el gas 2-3 veces por día. Las probetas de mortero fueron extraídas a los 4 y 8 meses de exposición, y analizadas por diferentes técnicas y métodos; como el frente de carbonatación mediante el ensayo de la fenoftaleína (UNE 112-011-94); resistencias mecánicas, porosimetria de mercurio y caracterización mineralógica por DRX y SEM/EDX [9, 19]. Los resultados obtenidos en este estudio han demostrado que los morteros de estos cementos alcalinos experimentan una carbonatación más intensa y profunda que los correspondientes morteros de cemento Pórtland. .

0

20

40

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80

100

120

RESISTENCIAS

MECÁNICAS (MPa)

28 días curado 4 mesescarbonatación

8 mesescarbonatación

CEMENTO ESCORIA + WATERGLASS ESCORIA + NaOH

Fig. 6. Evolución de las resistencias mecánicas de los morteros durante el ensayo de

carbonatación En la Fig. 6 se muestra la evolución resistente de los morteros con el tiempo de carbonatación. Los morteros de cemento Pórtland experimentan un incremento del 26% de las resistencias mecánicas después de 4 meses de carbonatación con respecto a las obtenidas a los 28 días de curado, sin embargo, entre 4 y 8 meses de carbonatación las resistencias mecánicas se mantienen.

El efecto de la carbonatación sobre la evolución resistente de los morteros de escoria activada depende del tipo de activador alcalino empleado. Los morteros de escoria activada con waterglass sufren una ligera disminución de las resistencias mecánicas del 14% a los 4 meses de carbonatación, manteniéndose esos valores de resistencia a los 8 meses de ensayo. La evolución de las resistencias mecánicas de los morteros de escoria activada con NaOH es similar a la de cemento Pórtland, si bien, los primeros presentan valores muy inferiores. Los morteros de escoria activada con una disolución de NaOH, incrementan hasta un 93% sus resistencias mecánicas a los 4 meses de ensayo, no experimentando variaciones cuando el ensayo continúa hasta los 8 meses de carbonatación. Los resultados obtenidos a través de las otras técnicas utilizadas en este estudio explican este comportamiento resistente. En la Tabla 4 se muestra la porosidad total y diámetro medio de poro de los diferentes morteros. Tabla 4. La distribución de tamaño de poros, porosidad total y diámetro medio de poro de los diferentes morteros

Mortero Porosidad Total (%) Diámetro medio de Poro (µµµµm) 28 días 4 meses

Carbon. 8 meses Carbon.

28 días 4 meses Carbon.

8 meses Carbon.

Escoria+Wg 11.00 11.64 9.91 0.0125 0.0300 0.0267 Escoria+ NaOH 20.24 15.08 15.08 0.0870 0.00671 0.0593 Cemento 12.85 9.15 9.15 0.0419 0.0287 0.0449

En estas condiciones de ensayo, en los morteros de cemento Pórtland, la carbonatación es superficial (escasamente 1 mm de espesor), precipitando CaCO3 en los poros de la matriz (ver Fig. 7) que actua como un rellenador de poros e impidiendo el paso de más CO2 hacia el interior del mortero. Esto unido a que los procesos de hidratación han continuado, el resultado final es una densificación y compactación del mortero (con una reducción en el tamaño medio de poro) explicando el incremento de resistencias mecánicas observado. En los morteros de escoria activada alcalinamente, los resultados obtenidos han demostrado que la carbonatación ocurre directamente sobre el gel C-S-H; sin embargo el efecto sobre las propiedades mecánicas de los morteros es diferente. Una explicación a este comportamiento podría ser que los morteros de escorias activadas con waterglass experimentan fuertes retracciones al secado, provocando un gran número de fisuras. Esta mayor fisuración facilita la entrada de CO2 hacia el interior del mortero. La interacción del CO2 con el gel C-S-H, formado en estas pastas, origina una descalcificación del mismo, con la formación de partículas blancas de aspecto esponjoso, cuya composición es básicamente Si, Al, Mg y Na, con muy bajo contenido en Ca (ver Fig. 8). Esta descalcificación provoca una pérdida de cohesión del mortero (aspecto que es observado a través de SEM) que induce incrementos en el tamaño de los poros y explica la disminución de resistencias observada. La carbonatación de los morteros de escoria activada con NaOH provoca también una descalcificación del gel C-S-H, sin embargo, al igual que sucede en los morteros de cemento Pórtland, se produce un aumento de la cohesión interna, con una disminución en la porosidad y un aumento de las resistencias mecánicas. Este diferente comportamiento se interpreta que está relacionado con las

diferencias existentes en la composición y estructura del gel C-S-H dependiendo del tipo de activador.

Fig. 7.- Morteros de cemento Pórtland; a) antes de la carbonatación, b) 8 meses de

carbonatación, c) cristales de calcita después de 8 meses de carbonatación

Fig. 8.- Morteros de escoria activada con waterglass. A) antes de la carbonatación, b) 8

meses de carbonatación

Agradecimientos Las autoras quieren agradecer al Ministerio de Educación y Ciencia la financiación de los proyectos MAT2001-1490 y CTM2004-06619-CO2-01. También quieren agradecer a A. Gil-Maroto, M. M. Alonso su colaboración en la realización de los diferentes ensayos. M. Palacios agradece al CSIC y al Fondo Social Europeo la financiación de su contrato postdoctoral.

c)

a) b)

a) b)

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