Eficacia de consolidantes e hidrofugantes de nueva síntesis en rocas graníticasoptimización de métodos de evaluación

  1. de rosario amado, ivan
Supervised by:
  1. Teresa Rivas Brea Director
  2. María Jesús Mosquera Díaz Co-director

Defence university: Universidade de Vigo

Fecha de defensa: 20 July 2017

Committee:
  1. Benita María Silva Hermo Chair
  2. José Santiago Pozo Antonio Secretary
  3. Amélia Dionísio Committee member

Type: Thesis

Abstract

La presente Tesis Doctoral, titulada “Eficacia de consolidantes e hidrofugantes de nueva síntesis en rocas graníticas: Optimización de métodos de evaluación”, desarrollada conjuntamente en los laboratorios del Departamento de Ingeniería de los recursos naturales de la Universidad de Vigo y en los laboratorios del Departamento de Química-Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Cádiz, tiene como objetivo principal conocer la eficacia y los efectos en el sustrato de nanoconsolidantes y nanohidrofugantes de nueva síntesis sobre diferentes granitos ornamentales, comparando dicha eficacia con productos convencionales de naturaleza química similar. Los nanoconsolidantes y nanohidrofugantes constituyen una alternativa novedosa en el campo del tratamiento de rocas utilizadas en el Patrimonio arquitectónico, ya que se trata de productos de efecto consolidante, hidrofugante o mixto cuya síntesis se realiza en presencia de un surfactante que actúa como tamiz molecular, lo cual evita el fracturado típico que sufren los TEOS comerciales y que supone una merma en su eficacia. En el caso de los nanoconsolidantes evaluados, el alcoxisilano (principio activo) recubre los poros de la roca (efecto consolidante) y polimeriza formando un gel de porosidad uniforme de diámetro en el rango nanométrico, entre 3-1 nm. El papel del surfactante, una amina primaria, es el de reducir, durante la fase de transformación gel-sol, los poros de tamaño nanométrico, reduciendo así la presión capilar que se produce durante la evaporación del solvente y evitando la fracturación del sol. Los nanohidrófugos evaluados, a diferencia de los hidrofugantes comerciales que contienen siloxanos como principio activo (lo que implica baja penetración al estar ya polimerizados), contienen un alcoxisilano, el cual tras polimerizar en la estructura porosa del material dota a la roca de propiedades consolidantes. La adición, además, de un organosiloxano (PDMS) en su composición, permite obtener un polímero mesoestructurado híbrido orgánico-inorgánico por co-condensación del TEOS y el organosiloxano, confiriendo a la superficie cualidades hidrorrepelentes. Se tratan pues de productos de efecto mixto. Varios de estos productos de nueva síntesis, obtenidos por el grupo TEP243 - Tamices moleculares y otros nanomateriales, liderado por la Dra. María Jesús Mosquera, del Dpto. de Química Física de la Universidad de Cádiz- han sido probados en rocas de naturaleza sedimentaria (biocalcarenitas y calizas) mostrando una excelente eficacia consolidante o mixta . En granitos en cambio, únicamente se ha probado una versión de este nanomaterial con propiedades consolidantes e hidrófugas mixtas por lo que la información sobre la eficacia de estos productos en granitos es muy limitada. Por otra parte, en el trabajo anteriormente citado, se constató la dificultad en la evaluación de la eficacia de consolidantes e hidrofugantes en granitos, debido a que algunas de las técnicas aplicadas para evaluar la eficacia de estos productos en rocas sedimentarias no son de aplicación en las rocas ígneas silicatadas, principalmente aquellas orientadas a evaluar el incremento de la resistencia mecánica volumétrica y superficial (dureza superficial) y las basadas en la identificación química del producto (a base de Si) mediante técnicas analíticas químicas y espectrométricas. El objetivo de esta tesis por tanto es doble: • Por un lado, evaluar la eficacia de estos nuevos productos consolidantes y mixtos en granitos de textura y composición diferente, tanto bajo condiciones controladas en laboratorio como “in situ”; este objetivo permitirá incrementar la información sobre la eficacia y efectos nocivos de estos productos en granitos, hasta el momento limitada. La consecución de este objetivo supondrá un avance de conocimiento esencial para la aplicación en obra de este tipo de productos en el patrimonio construido con rocas graníticas. • Por otro, y dada la imposibilidad del empleo de algunas técnicas convencionales de evaluación de la eficacia en rocas graníticas, optimizar los métodos existentes en su evaluación, definiendo nuevos procedimientos adaptados a las características particulares de este tipo de roca, especialmente aquellos que permiten evaluar la mejora en la resistencia mecánica.