LA MICROSILICE O HUMO DE SILICE

LA MICROSILICE O HUMO DE SILICE
Su historia y descripción como material
Por. Ing. H Fuchs H.
Dentro de los avances que han surgido en el mundo del concreto
(hormigón) en los últimos treinta años, está sin duda alguna LA MICROSILICE o
HUMO DE SILICE, subproducto de desecho del proceso de elaboración del
ferrosilicio y el silicio metal.
Durante muchos años las industrias del ferrosilicio han sido una fuente
importante de contaminación del aire. No obstante, a medida que los controles
de las emisiones fueron ejerciéndose, sobre todo en los países nórdicos de
Europa, los mecanismos de filtración y captación de las mismas fueron
perfeccionándose; es así como en Noruega, en la década de los 40, comienzan
a mostrar interés en solucionar el problema de desechos sólidos en que se
convirtieron
las
captaciones atmosféricas.
Desde entonces cuando
se
caracterizan los residuos provenientes de esta industria se determina que estos
poseen un elevado porcentaje de dióxido de sílice (SiO2), y descubren que este
polvo es: la microsilice, este es extremadamente fino, cien veces más 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. De acuerdo con lo anterior, podemos señalar que lo interesante de la
microsilice, es que combina la propiedad puzolánica con una alta finura y que 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 más manejable para su transporte y
posterior dosificación. Numerosas pruebas fueron realizadas para comprobar su
desempeño como adición en el concreto, logrando satisfactorios resultados.
Venezuela, cuenta con la mayor planta de reducción de ferrosilicio en
Suramérica, “Fesilven”, ubicada en Ciudad Guayana, Puerto Ordaz, Estado
Bolívar. Sin embargo, la comercialización de la microsilice nacional sólo empezó
en los años 90, una vez privatizada esta empresa y adquirida por el Grupo
Español “Ferro Atlántica”. Unos años atrás algunas empresas de tecnología
como Master Builders Técnology (MBT), lo habían importado.
La microsilice en concretos de alto desempeño y durabilidad
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 solamente 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 sólo 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 porcentaje 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 porcentaje 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. pero ¿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 más
impermeable, bajo contenido de poros por sello y por mayor red cristalina.
Es de hacer notar Cabe destacar que por ser la microsilice un fino, se requiere
del uso de súper plastificante para lograr un asentamiento adecuado y de 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 esta
forma el impacto de la colocación y la compactación en el proceso de ejecución
del elemento; en fin un concreto durable, verdaderamente impermeable, puesto
que a poca porosidad es muy baja la capacidad de permear líquidos y gases. a
su interior, o sea un concreto verdaderamente impermeable.
Sugiero colocar aquí otro subtitulo: Incidencia real de la microsílica en el
concreto ¿??? BIEN
Los diversos estudios realizados en muchos países, incluidos el nuestro,
demuestran este comportamiento del concreto adicionado con microsilice. Sin
embargo, y 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 o mayores a este rango no proveen mejoras apreciables en el
desempeño de un concreto sin adicionar. , así como cantidades mayores al
rango mencionado.
La incorporación de la microsílice en las mezclas de concreto afecta varias de
las propiedades del mismo.
En estado fresco facilita la colocación y compactación, ya que la microsílice
incrementaría la cohesividad de la mezcla. Sin embargo, debido a la alta
superficie específica (hasta 200.000 cni2/gr) de la misma, se incrementa la
demanda de agua, por lo que puede requerir dosis más altas de aditivo
plastificante para mantener la misma trabajabilidad??? SI, también se observa
una reducción en la rata de exudación de las mezclas de concreto.
En estado endurecido se observa una mejora significativa en el desarrollo de la
resistencia a la compresión a edades de 28 y la mezcla referencial.
En las mezclas de concreto modificadas con porcentajes de reemplazo entre el
5% y 10%, con relación de sustitución de cemento por microsílice de (1:1), se
observan incrementos de la resistencia a la compresión a los 90 días de edad,
por el orden de 10,8 y 28,8 por ciento con respecto a la mezcla referencia.
También hay que destacar que con el uso de la microsilice no se incrementan
las resistencias a tempranas edades, es preciso ya que debemos recordar que
su propiedad es reaccionar con un subproducto de la hidratación y para ello
estos deben estar presentes; razón por la cual Por lo tanto ese beneficio lo
observaremos con las resistencias a edades tardías.
Concretos durables y de alto desempeño en las obras que lo ameriten es lo que
logramos con la incorporación de la microsílice. Las propiedades descritas
permiten adicionarlo con éxito no sólo en grandes obras de impacto nacional,
sino en otros aspectos como los diseños de morteros para reparaciones
estructurales, por eso es frecuente ver que morteros predosificados de marcas
de empresas de tecnología lo mencionen como componente importante. Este
ultimo párrafo como es el de cierre, lo complemente con el fin de hacerlo más
fuerte y corroborar el mensaje central del texto.
Por último deseamos reforzar el criterio que busca modificar el concepto de
concretos impermeables, para lograr ello la presencia de la microsilice como
componente del concreto es indispensable.
¿Qué lograremos?
Concretos durables y de alto desempeño en las obras que así lo ameriten.
ESTO ES UNA IDEA QUE QIEDA CLARA EN EL APARTADO ANTERIOR, NO
ES NECESARIO PONERLO, SE PODRIA REFORZAR EN LA CONCLUSIÓN,
COMO SE SUGIERE. CIERTO
Ejemplos de 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.
ELIMINADAS
Ojo, dada la importancia del tema, tal como lo presentan, y el carácter
editorial de la revista para la que va este artículo, es necesario colocar
otras obras que se hayan hecho en otros países, no sólo en Venezuela..a
menos de que sea este el pionero en el uso de este material, y eso no es lo
que se entiende en el texto.
PARA COLOCAR OTRAS OBRAS EJECUTADAS INTERNACIONALMENTE Y
QUE HALLAN UTILIZADO LA MICROSILICE COMO COMPONENTE DEBO
CONOCERLAS CON EXACTITUD, PERO ESO EN ESTE MOMENTO NO ES
POSIBLE, NO HEMOS SIDO PIONEROS A NIVEL MUNDIAL, PERO SI CREO
QUE EN LATINOAMERICA LO FUIMOS.
Bibliografía:
Condensed silica fume in concrete. Malhotra, Ramachandram, Feldman y Aitcin.
CRC Press. 1987. Florida. EE.UU
NOTA:
LOS CAMBIOS Y COMENTARIOS MAS SIGNIFICATIVOS ESTAN SEÑALADOS
EN COLOR, SE HICIERON RESPETANDO LOS TERMINOS TECNICOS Y LA
ESENCIA DEL ARTICULO, SIN EMBRAGO, HAY QUE TENER EN CUENTA QUE
ESTA PUBLICACION CIRCULA BASICAMENTE EN COLOMBIA, QUE ES PARA
UN PUBLICO GENERAL, NO ESPECIALIZADO, Y QUE POR ENDE SE DEBE
MANEJAR UN LENGUAJE MAS CLARO, MIENTRAS SE PUEDA.
IGUAL LOS CAMBIOS BUSCARON DARLE UNA MAYOR COHESION Y
CLARIDAD AL TEXTO, EN BENEFICIO DEL LECTOR.
ME QUEDA UNA DUDA: ES MICROSILICE O MICROSILICA?, SI ES LO MISMO
ES NECESARIO UNIFICAR ESTO EN EL TEXTO O ACLARARLO EN ALGUN
LADO.
ES MICROSILICE Y YA LO CORREGI DE TODAS FORMA PUEDEN
VERIFICARLO.
GRACIAS POR LAS OBSERVACIONES, BIENVENIDAS TODAS.
FOTOS:
Puente Orinoquia sobre el río Orinoco.
Túnel ferroviario.metro Los Teques Caracas.
Represa de Caruachi
Represa Macagua, sala de máquinas.