Microlilice o humo de silice



Su historia y su descripción como material 

Este material es un subproducto de desecho del proceso de elaboración del ferrosilicio y el silicio metal. Durante muchos años estas industrias son fuente de contaminación del aire de manera importante, en la medida que los controles de las emisiones fueron ejerciéndose, sobre todo en los países nórdicos en Europa, los mecanismos de filtración y captación de las mismas fueron perfeccionándose; es así como en la década de los 40 en Noruega comienzan a mostrar interés en solucionar el problema de desechos sólidos en que se convirtieron las captaciones atmosféricas.

Es así, que cuando se caracterizan los residuos provenientes de la industria del ferrosilicio se determina que estos poseen un elevado % de dióxido de sílice (SiO2). Y descubren que este polvo, extremadamente fino, cien veces mas fino que el cemento posee una importante propiedad puzolanica, es decir, reacciona con la cal libre que se forma durante el proceso de hidratación del cemento portland. Esta cal libre (Ca (OH)2) es a su vez un subproducto de la compleja reacción química que se produce cuando mezclamos el cemento hidráulico con el agua.

Lo interesante de este material, la microsilice, es que combina la propiedad puzolanica con una alta finura y no reacciona con el agua. El manejo de este material tan fino fue solucionado instalando plantas densificadoras a la salida de los filtros, es decir el material es compactado densificándolo y haciéndolo mas manejable para su transporte y posterior dosificación. Numerosas pruebas fueron realizadas para comprobar su desempeño como adición en el concreto y estas fueron sobrepasadas. En nuestro país, Venezuela, contábamos con una de la mayor planta de reducción de ferrosilicio en Suramérica, Fesilven, ubicada en Ciudad Guayana, Puerto Ordaz Estado Bolívar. Pero no fue sino en los años 90, una vez privatizada y adquirida por un Grupo Español, Ferro atlántica, que se comenzó con la comercialización de la microsilice nacional porque desde finales de los 80 algunas empresas de tecnología, básicamente MBT, la habían introducido importada dando inicio a un proceso que aun continua, incorporar la microsilice como adición en concretos de altos desempeños y durables.

¿Porque de alto desempeño y durables? Cuando hablamos de durabilidad en el concreto inmediatamente la relacionamos con un concreto de bajo contenido de agua y asentamiento adecuado para su colocación. Esto es solo posible con el uso de aditivos plastificantes o superplastificantes dependiendo de los requerimientos de la obra. Básicamente nos referimos a concretos con baja relación A/C, ya que como sabemos solo una pequeña cantidad de agua es la que reacciona con el cemento (24%-26% de su peso). Esto hace que el resto del agua se evapore, o sea, se vaya; en ese proceso ocurre la formación de la red capilar que es el camino dejado por el agua en su recorrido por el elemento del concreto.


Por ello un concreto con alta relación A/C es de baja resistencia ya que posee un alto % de poros combinado con una extensa red capilar y aunado a una matriz cristalina débil por haber sido sometido el proceso de hidratación a un medio acuoso que dispersó las partículas de cemento. En tanto que un concreto con baja relación A/C tiene todo lo contrario, poca red capilar, bajo % de poros y una alta resistencia. En ambos casos ocurre la formación de hidróxido de calcio como subproducto de la reacción de hidratación, como lo mencionáramos.

¿Qué ocurre cuando añadimos microsilice? La microsilice reacciona con la cal libre y da origen a un incremento de la red cristalina, silicatos, además de que las partículas de microsilice que no reaccionan pasan a sellar los poros existentes debido a su pequeño tamaño. La consecuencia de todo este proceso es la consecución de un concreto mas impermeable, bajo contenido de poros por sello y por mayor red cristalina. Es de hacer notar que por ser la microsilice un fino se requiere del uso de súper plastificante para lograr un asentamiento adecuado así como una reducción de agua notable (25%-35%).

El resultado, un concreto poco poroso, de alta resistencia mecánica y de fácil colocación, disminuyendo de esa forma el impacto de la colocación y la compactación en el proceso de ejecución del elemento. Es decir un concreto durable, ya que a poca porosidad es muy baja la capacidad de permear líquidos y gases a su interior, o sea un concreto verdaderamente impermeable. Los diversos estudios realizados en muchos países, incluidos el nuestro, demuestran este comportamiento del concreto adicionado con microsilice. Ante todo lo expuesto es bueno aclarar, para evitar caer en exageraciones, que la dosis óptima de microsilice que debe ser adicionada oscila entre un 5% y un 10% DEL PESO DEL CEMENTO EN EL DISEÑO.
 

Cantidades por debajo no proveen mejoras apreciables en el desempeño de un concreto sin adicionar, así como cantidades mayores al rango mencionado. También hay que destacar que con el uso de la microsilice no se incrementan las resistencias a tempranas edades ya que debemos recordar que su propiedad es reaccionar con un subproducto de la hidratación y para ello estos deben estar presentes. Por lo tanto ese beneficio lo observaremos con las resistencias a edades tardías. Una tendencia, peligrosa por cierto, que ha tomado cuerpo es la de sustituir cemento por microsilice.

Primero deberíamos realizar un análisis de costo para ver que tanto nos permite ahorrar esta vía, por otro lado estaríamos socavando la obtención de resistencias tempranas por buscar ¿qué? En fin una practica no aconsejable. Este material ha sido incorporado con éxito en los diseños de morteros para reparaciones estructurales, por lo que es frecuente ver que morteros predosificados de marcas de empresas de tecnología lo mencionen como componente importante. Promocionar su uso así como darlo a conocer de forma técnica para aprovechar sus beneficios será una de nuestras tareas en construyendosoluciones.com.

¿Qué lograremos? Concretos durables y de alto desempeño en las obras que así lo ameriten. Obras importantes en Venezuela con concreto adicionado con microsilice:

  • Túnel de trasvase de Yacambu.
  • Metro de Caracas, línea IV.
  • Represa Macagua II.
  • Represa Caruachi. 2
  • Puente sobre el Orinoco.
  • Muelles de PDVSA.
  • Pisos industriales.
  • Tanques de reservorio de agua.
  • Plantas de tratamiento.

Colaborado por: Humberto R Fuchs H <hfuchs@construyendosoluciones.com>. Bibliografía: Condensed silica fume in concrete. Malhotra, Ramachandram, Feldman y Aitcin. CRC Press. 1987. Florida. EE.UU.

Para citar este articulo en formato APA: Revista ARQHYS. 2012, 12. Microlilice o humo de silice. Equipo de colaboradores y profesionales de la revista ARQHYS.com. Obtenido , de http://www.arqhys.com/construccion/microlilice.html.