Aplicaciones de la nanotecnología a la industria de la construcción

 

Los nuevos materiales cementíceos (hormigones o morteros) tendrán una mayor resistencia a la fisuración, compresión y tracción; y una mayor durabilidad e impermeabilidad.

 

Los nuevos materiales nanotecnológicos de construcción serán también más resistentes, ligeros y durables. Se fabricarán materiales con un mayor poder aislante y que sean más resistentes al fuego.

 

Además, serán ecológicos y más eficientes, fabricados con un menor consumo de energía y de emisión de gases como el CO2. Tendrán también la capacidad de eliminar elementos contaminantes existentes en la atmósfera como el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno, entre otros.

 

Los nanomateriales de construcción serán ‘inteligentes’ con la capacidad de medir su estado de fisuración, tensional y la deformación producida a lo largo de su vida útil.

 

De igual manera, abaratarán notablemente los costes de construcción y de explotación de las infraestructuras, estructuras y superestructuras. Su utilización incrementará también el nivel de seguridad de las construcciones, mejorando su estética y confort, con un ahorro de energía muy notable, que contribuirá a alcanzar un desarrollo sostenido de la actividad humana.

 

Algunos nano materiales de construcción:

 

El nanohormigón

El hormigón tradicional se puede convertir en un Nanohormigón por los siguientes procedimientos:

1.                     Adición de nano partículas al cemento

2.                     Reducción de las partículas de cemento a nanopolvo de cemento

3.                     Hibridación del silicato calcio hidratado (C-S-H)

4.                     Incorporación de NanoRefuerzos: Nanotubos y NanoFibras

 

  

 

Métodos de fabricación

  • Adición de nano partículas al cemento

o    Nano sílice (n.SiO2)

o    Nano óxido de titanio (n.TiO2)

o    Nano óxido férrico (n.Fe2O3)

o    Nano óxido de aluminio (alúmina) (n.Al2O3)

o    Nano partículas de arcilla

 

La adición de nano partículas al cemento influye notablemente en su proceso de hidratación a todas las escalas, modificando su estructura. Esta influencia incluye  la nano y la micro estructura del (C-S-H) gel, incidiendo en la resistencia del hormigón a macro-escala.

 

Las nano partículas rellenan los huecos entre los granos de cemento y actúan como núcleos activos que incrementan la hidratación del cemento, por la gran reactividad de su superficie; mejoran sus propiedades resistentes, reducen su porosidad y la retracción del hormigón que causa su fisuración, así como su posible posterior degradación.

 

La adición de nano partículas incrementa también la cantidad de(C-S-H) de alta densidad, presente en la pasta de cemento y disminuye las cantidades de hidróxido cálcico Ca (OH) 2 y la cantidad de (C-S-H ) gel de menor densidad; la presencia en el hormigón de mayores cantidades de (C-S-H) gel de muy alta densidad, incrementa la resistencia a la disolución del carbonato cálcico de la matriz del hormigón.

 

La fabricación de nano productos cementantes (nano ‘binders’), compuestos, mayoritariamente, por productos minerales  finamente pulverizados  como las cenizas volantes, el humo de sílice,  el meta caolín, la nano sílice con la adición de un 20%-30% de cemento portland finamente pulverizado para rellenar los huecos entre las partículas de los aditivos minerales, permitirá disponer de nano productos de un mayor poder cementante y de propiedades  muy superiores a las de los cementos actuales.

 

Estos productos nuevos reducirán significativamente las emisiones de CO2, producidas en la fabricación del cemento portland, con menor consumo de energía; reducirán también el consumo de las materias primas tradicionales, principalmente, calizas (‘limestone’) y la reducción de clinker de cemento portland.

 

Este conjunto de acciones contribuirá a mejorar globalmente la sostenibilidad de la industria de la construcción en los próximos años.

 

 

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