Técnicas de caracterización avanzadas para el estudio de pastas de cementos.

Abstract

Los cementos son materiales multifásicos, así que es necesario la utilización de diferentes técnicas analíticas para comprender las reacciones de hidratación que se producen. La química de hidratación de los cementos es compleja ya que no sólo se forman fases con naturaleza cristalina, sino también de naturaleza nanocristalina/amorfa. Además, es recomendable la utilización de herramientas que no alteren las muestras para no modificar las microestructuras. El análisis cuantitativo de los componentes cristalinos en pastas de cemento mediante difracción de polvo de rayos X está bien establecido, pero el contenido en material amorfo debe obtenerse mediante otras metodologías. En la actualidad, se usan técnicas avanzadas de radiación de sincrotrón para la determinación de la microestructura de los geles, por ejemplo, la metodología “pair distribution function” (PDF). Esta técnica se usa para el estudio del orden local de los nanomateriales y se puede aplicar a los geles de cementos, por ejemplo, gel C-S-H cuya naturaleza es nanocristalina/amorfa. Por otro lado, la microtomografía de rayos X de sincrotrón es una técnica que se ha usado ampliamente para el estudio de la microestructura de las pastas de cementos, incluyendo porosidad, tortuosidad, etc. La limitación principal es la resolución espacial que suele ser normalmente cercana a 1 micrómetro. Una de las técnicas más punteras en el estudio de geles en los cementos es la pticotomografía de rayos-X computerizada (PXCT). Esta técnica utiliza las propiedades de coherencia del haz de luz sincrotrón y permite obtener una resolución espacial cercana a 100 nm. La metodología PXCT permite diferenciar entre el gel nanocristalino/amorfo de otras fases hidratadas. Una de sus desventajas está en la preparación de la muestra, debido al pequeño diámetro de los capilares usados. Sin embargo, en la modalidad de campo cercano se pueden estudiar capilares relativamente más anchos.