Estudio de la dinámica del agua confinada en silicato de calcio hidratado mediante espectroscopia dieléctrica

Silvina Cerveny
Centro de Física de Materiales (CSIC, UPV/EHU) – Materials Physics Center

En este trabajo, se analiza el comportamiento del agua confinada en silicato de calcio hidratado (gel C-S-H) mediante espectroscopia dieléctrica de banda ancha a bajas temperaturas (110-250 K). Se examinaron contenidos de agua entre el 6% en masa y 15% en masa, intervalo en el cual agua permanece en un estado amorfo. Por medio de la técnica dieléctrica se revelan tres procesos de relajación (denominados 1, 2 y 3 desde el más rápido hasta el más lento). La dependencia con la temperatura de estos procesos depende fuertemente del contenido de agua, en especial la intensidad dieléctrica y el tiempo de relajación. En este trabajo se discutirán características de estos procesos durante la hidratación del gel C-S-H.

Nuestra sociedad actual está literalmente construida sobre cemento. Por este motivo este material es y ha sido muy estudiado por la comunidad científica. Cuando agregamos agua a los granos de cemento (hidratación), tienen lugar reacciones químicas exotérmicas que producen un esqueleto sólido llamado ‘pasta de cemento’ que evoluciona en el tiempo. Durante la hidratación, los constituyentes básicos del cemento (silicato tricálcico C₃S, silicato dicálcico C₂S, aluminato tricálcico C₃A y ferroaluminato tetracálcico C₄FA) reaccionan dando lugar a diversos productos hidratados.

Los silicatos cálcicos (C₂S y C₃S) se transforman básicamente en silicatos cálcicos hidratados (C-S-H) e hidróxido de calcio (CH). En este trabajo, nos ocuparemos de la hidratación de una de estas fases (el gel C-S-H) ya que es el componente mayoritario de los productos de hidratación de la pasta de cemento que representa aproximadamente el 60% del volumen si la hidratación es completa. El gel C-S-H es un material con una estructura con poros de diferentes tamaños y formas. Los tamaños de dichos poros pueden variar entre 1 y 100 nm. Se cree que dicha estructura es decisiva en propiedades tales como la durabilidad. (…)