Investigadores de la Universidad Estatal de Washington tomaron un sellante tipo y le agregaron dos nanomateriales específicos, para probarlo en la superficie de un elemento de hormigón. Los resultados del estudio mostraron notorios incrementos en las propiedades protectoras del producto, las que beneficiarían a elementos de hormigón colocados en ambientes extremos.
Las recientes investigaciones de materiales relacionadas con el mundo del hormigón apuntan a desarrollar un material mucho más durable, especialmente cuando éste se utilizó en elementos que deben enfrentar condiciones extremas, algo que, con el actual escenario de crisis climática, es mucho más recurrente.
Así, los desarrollos apuntan desde utilizar áridos o fibras de grafeno, hasta formulaciones que involucran el uso de polímeros para el refuerzo del hormigón. Pese a estas innovaciones, una de las materias poco investigadas en este aspecto dice relación con los sellantes. Vale decir, aquellos productos químicos que sellan al hormigón y lo protegen, justamente, de la acción de eventos climáticos extremos como frío o lluvias.
Si bien existe una amplia gama de estos productos, su alcance es relativamente limitado. Ante esto, investigadores de la Universidad Estatal de Washington (WSU en sus siglas en inglés), en Estados Unidos, desarrollaron un sellante que, aseguran, entrega una protección sin igual al hormigón a la acción de la humedad y la sal, dos de los factores que más provocan daños en el material.
Dos nanomateriales para un hormigón más durable
El equipo, liderado por Xianming Shi, profesor en el Departamento de Ingeniería Civil y Medioambiental de la casa de estudios, trabajó el sellante a nivel de nanopartículas -específicamente, nanomateriales- para generar así un producto que, de acuerdo a los resultados del estudio, mejoraría en un 75% la protección del hormigón contra el agua y reduciría en un 44% el daño que provoca la sal en el material.
“Nos enfocamos en uno de los principales culpables que compromete a la integridad y durabilidad del hormigón, que es la humedad”, comentó académico. “Si se mantiene al hormigón seco, la mayoría de los problemas relacionados con la durabilidad desaparecen”.
El material desarrollado por los investigadores contiene dos nanomateriales: óxido de grafeno y nanoarcilla de montmorillonita y se agregaron un sellante fabricado a base de silicona.
El estudio mostró que los nanomateriales densificaron la microestructura del hormigón, haciendo más difícil que el agua en estado líquido penetrase en el elemento. Además, formaron una barrera contra la intrusión del vapor de agua y otros gases que tienden a ingresar al hormigón, debilitándolo.
Protección contra agua y agentes corrosivos
Junto con los resultados para el agua, este sellante también mostró un buen comportamiento frente a agentes químicos. La investigación evidenció que el material protegió al hormigón utilizado en el ensayo de ataques químicos físicos causados por las sales que se liberan en el ciclo de deshielo.
Al estar conformado por nanomateriales, el sellante desarrollado por el equipo de la WSU actúa sobre las porosidades del hormigón. “Por más duro y resistente que parezca, al igual que la roca, el hormigón parece una esponja cuando se le observa bajo el microscopio”, explicó Shi. Además, agregó que este sellante se fabricó con base de agua en vez de utilizar algún solvente orgánico, lo que lo hace más amigable con el medioambiente.
“Tradicionalmente, cuando se cambia de un solvente orgánico a agua, se sacrifica el desempeño del sellante. Con nuestra investigación, demostramos que el uso de nanomateriales mitiga esa baja”, subrayó.
El siguiente paso de esta investigación es testear el comportamiento del sellante con nanomateriales en hormigón que esté sometido a daño microbiano o abrasión, como la que genera el tráfico diario en el pavimento. De acuerdo al portal de noticias de la universidad, el equipo planea realizar ensayos a escala real durante los próximos dos años en una estructura de hormigón que se emplazará en el campus de la WSU, en la ciudad de Pullman.
