Propiedades mecánicas y microestructura de concreto conteniendo mucílago de nopal como aditivo natural

Abstract

En este trabajo se evaluó la influencia del mucílago de nopal en la microestructura de pastas de cemento, así como la resistencia a la compresión y módulo de elasticidad en cilindros de concreto a diferentes edades. Los materiales utilizados fueron cemento portland blanco y mucílago de nopal (Opuntia ficus indica). Los especímenes de pastas con relación agua/cemento (a/c) y mucílago/cemento (m/c) de 0.30, 0.45, y 0.60 se elaboraron de acuerdo a la norma ASTM c 305-99. Se midieron los tiempos de fraguado y extensibilidad utilizando las agujas de Vicat y mesa de fluidez, respectivamente. Los especímenes fueron caracterizados por medio de microscopia electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos X (DRX) y espectroscopia infrarroja (IR). Las mezclas de concreto se diseñaron con relaciones a/c y m/c de 0.30, 0.45 y 0.60. En las mezclas de concreto se determinó su resistencia a la compresión y módulo de elasticidad. Los resultados de difracción de rayos X permitieron identificar las fases mineralógicas producidas por la hidratación del cemento, donde claramente se ve la influencia del mucílago de nopal en la hidratación. De acuerdo a los resultados de los difractogramas, la intensidad de los picos en las pastas conteniendo mucílago de nopal es mayor que las pastas conteniendo solo agua, indicando que el mucílago actúa como retardante de fraguado. En las imágenes de microscopio electrónico de barrido se observan las fases cristalinas y/o compuestos de las pastas que se originan al reaccionar el agua y mucílago con el cemento. Además, en el caso de pastas que contenían mucílago no se aprecian los cristales de CH en los compuestos originados por la reacción. Con relación a la resistencia a compresión axial y el módulo de elasticidad, se observó que los concretos con relación m/c de 0.45 y 0.60 desarrollan una menor resistencia que los concretos conteniendo solo agua. Estos resultados adversos pueden ser explicados en parte por el mayor contenido de aire en las mezclas conteniendo mucílago. Por el contrario, en el concreto con relación m/c de 0.30 el mucílago contribuye a incrementar la resistencia mecánica. Los resultados de tiempos de fraguado indican que el mucílago los incrementa hasta en un 100% con respecto las pastas que contienen solo agua. La extensibilidad de las pastas muestra que el mucílago actúa también como un agente viscoso.