nanosilice-130417141134-phpapp02

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos Lópe Lópezz

NANO-

NANOTECNOLOGÍA

NANOMATERIALES

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

NANO NA NO-- :

Roi Ríos Lópe Lópezz NANOSÍLICE

Es un prefijo del Sistema Internacional Internacional de Unidades que indica un factor factor de 10-9

MICRA: milésima parte de un milímetro NANO: milésima parte de una micra

El espesor del pelo humano es de unas 60-120 micras

NANOTECNOLOGÍA: Es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nanoescala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala. Fabricar a escala escala “nano” significa poder acceder y manipular las estructuras estructuras moleculares y sus átomos. De esta forma, forma, la nanotecnología aborda directamente directamente la posibilidad de diseñar materiales y máquinas a partir p artir del reordenamiento de átomos y moléculas.

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

Roi Ríos Lópe Lópezz NANOSÍLICE

NANOTECNOLOGÍA Gracias al su caráct carácter er transversal transversal y multidisciplinar, multidisciplinar, las fuentes de aplicación de la nanotecnología son múltiples, destacando destacando las siguientes: NANOBIOTECNOLOGÍA/NANOMEDICINA: Liberación de fármacos Liberación fármacos Síntesis de fármacos Diagnóstico Ingeniería de tejidos Biomimetismo

NANOMATERIALES: Defensa Aeronáutica Cosmética Bienes de consumo Impresión/Empaquetado Catalizadores Energía Construcción Automoción

NANOELECTRÓNICA: Computación cuántica Espintrónica Almacenamiento de datos Fotónica Nanohilos Nanohi los y nanotubos Dispositivos de un solo electrón Paneless solare Panele solaress Pantallas

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOMATERIALES

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

El término Nanomateriales engloba todos aquellos materiales desarrollados con al menos una dimensión en la escala nanométrica (nanoescala). Cuando esta longitud es, además, del orden o menor que alguna longitud física crítica, tal como la longitud de Fermi del electrón (10-15 metros)…aparecen propiedades nuevas que permiten el desarrollo de materiales y dispositivos con funcionalidades y características completamente nuevas. Por lo tanto, en esta área se incluyen agregados atómicos (clusters) y partículas de hasta 100nm de diámetro, fibras con diámetros inferiores a 100 nm, láminas delgadas de espesor inferior a 100 nm, nanoporos y materiales compuestos. La composición del material puede ser cualquiera, si bien las más importantes son silicatos, carburos, nitruros, óxidos, boruros, seleniuros, teluros, sulfuros, haluros, aleaciones metálicas, intermetálicos, metales, polímeros orgánicos y materiales compuestos. Las nanoestrellas amplifican la señal óptica que es la “huella dactilar” de las moléculas

Nanopartículas con diferentes geometrías.

Cada filamento de la imagen está formado por cientos de nanotubos

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOMATERIALES

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

La importancia de los nanomateriales no solo está en su tamaño, situado entre la escala macroscópica y la escala atómica, que bien da lugar a propiedades nuevas como mejora de otras ya existentes. Estos materiales tienen además la potencialidad de ser disruptivos, pudiendo dar lugar a tecnologías que sustituyan otras ya existentes con costes muy inferiores, tanto de materias primas como de producción. ( Como puede ser el caso de la utilización de microsílice o nanosílice).

Las propiedades de los materiales dependen de cómo están ordenados los átomos que los constituyen. Según se configuren los átomos de carbono, por ejemplo, podemos tener carbón o diamante. Cuando se manipula la materia a escala atómica o molecular, aparecen nuevas características y propiedades. Piezas de un tamaño nanométrico pueden presentar propiedades completamente diferentes a piezas de un tamaño mayor. Si, por ejemplo, partiendo una lámina de aluminio se extraen pequeños fragmentos, éstos seguirán comportándose como el aluminio, aunque sean muy pequeños. Ahora bien, si las piezas de aluminio son del orden de nanómetros, se comportan de una manera totalmente diferente: son muy inestables y explotan con facilidad.

Molécula de Carbono 60

Según se ordenen los átomos de carbono a escala nanométrica se obtienen distintos materiales como grafito, diamante, fullereno o nanotubo.

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

Roi Ríos López NANOSÍLICE

NANOMATERIALES

En lo que concierne al Estado Español la comisión Europea ha financiado, en la etapa 2oo8-2o11, las siguientes directrices de trabajo en nanotecnología: MATERIALES NANOESTRUCTURADOS: Cerámicas nanoestructuradas como bio-implantes, imanes permanentes de alta temperatura para aviones… NANOPARTÍCULAS y NANOPOLVOS: Energía: células solares Biomedicina: insulina inhalada Ingenierías: sensores químicos Artículos de consumo: textiles repelentes de agua y suciedad Medio ambiente: tratamiento de agua Electrónica: partículas magnéticas para memorias de alta densidad

Material nanoestructurado

Nanopolvos

: Cosméticos, fluidos magnéticos, componentes de adhesivos… MATERIALES NANOPOROSOS: Nanocápsulas

Membranas con control de poro a nivel atómico, aislantes, purificación de aguas…

Cristal nanoporoso

NANOFIBRAS: Filtros, tejidos, biosensores, órganos artificiales… FULLERENOS:

Nanofibras

Lubricantes, reforzado de polímeros y fibras textiles, catalizadores…

Fullereno

NANOTUBOS DE CARBONO: Polímeros conductores, cerámicas altamente tenaces, puntas nanoscópicas

Nanotubo de carbono

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

NANOMATERIALES

Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nanohilos

NANOHILOS: Sensores, detectores, LEDs…

DENDRÍMEROS: Células artificiales, liberación controlada y dirigida de fármacos, tóners de impresoras láser… Dendrímero

ELECTRÓNICA MOLECULAR: Transistores, conmutadores, rectificadores moleculares… Electrónica molecular

QUANTUM DOTS: Láseres semiconductores, fotosensores optimizados…

Quantum dots

LÁMINAS DELGADAS: Desarrollos basados en Si policristalino para papel electrónico (ebook), pieles artificiales, telas y ropas inteligentes, láminas sensibles al espectro de luz para recubrimiento de cristales y ventanas…

Papel electrónico

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

Roi Ríos López NANOSÍLICE

NANOSILICE: NANO ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE DESCRIPCIÓN:

El Nanosilice es un nano aditivo en estado líquido, a base de partículas de tamaño nanométrico. Es una gran reductor de agua, de alta actividad. Las reacciones químicas en el hormigón convierten las nano partículas de sílice en nan o partículas de cemento.

Nanosílice a 100 nm

Tamaño microsilice-nanosilice

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

Roi Ríos López

NANOSILICE: NANO ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

NANOSÍLICE

APLICACIONES:

Por su elevado poder de plastificación junto con su capacidad para favorecer la evolución de resistencias, sobre todo a edades muy tempranas, lo hace ideal para: Hormigón prefabricado, pretensado, postesado y armado Hormigón Fast Track (reparación de pavimentos rígidos en carreteras) Hormigón de Altas Prestaciones Hormigón ligero de baja densidad Todas las aplicaciones del microsilice

Pozo petrolífero

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE: NANO ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE PROPIEDADES:

Gran poder plastificante y reductor de agua Incremento del desarrollo de alta resistencia inicial y final Permeabilidad nula o casi nula. Aumento de la durabilidad del hormigón No produce retrasos de fraguado Ideal para hormigón Fast Track Evita la segregación y la excesiva exudación Mejora el acabado y la textura de la superficie del hormigón Evita la formación de coqueras y nidos de grava

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López

NANOSILICE: NANO ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE CARÁCTERÍSTICAS TÉCNICAS:

Al eliminar toda la sílice en polvo y su gran absorción de agua, nos permite eliminar superplastificantes en el hormigón No contiene cloruros, por lo que no induce a la corrosión. Hormigones de altas prestaciones: 70MPa R28 Cono de 78 a 50cm en 2 horas con R1 de 44 Mpa y 80Mpa a R28 Aumenta en más del 50% la resistencia a flexotracción Evita en gran medida las eflorescencias

NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE: NANO ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

Roi Ríos López NANOSÍLICE

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS: Aspecto físico: Líquido turbio ligeramente viscoso Color: café claro pH, a 20oC: 5.00 ± 1 (ácido) Densidad, 20oC: 1.03 ± 0.02 gr/ml Viscosidad, 20oC: 13 ± 2 sec Contenido en cloruros: 50MPa) con menos de 350 kg de cemento por cm 3 Mezcla más homogénea Incrementa la viscosidad de la pasta de cemento sin perder trabajabilidad Misma cantidad de cemento que el hormigón convencional Adición de menos de 1% de nanosílice

Hormigón con Nanosílice

Hormigón normal

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE: NANO ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE EFECTOS EN EL HORMIGÓN: Efecto físico:

50 Mpa en 3 días Reducción del costo en torno a 1€/m3 respecto a una mezcla convencional de las mismas características

Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Es sabido que un nanomaterial correctamente diseñado y desarrollado produce resultados mejores y más económicos que los materiales tradicionales, gracias a la estabilización y refuerzo de propiedades de la materia a un nivel mil veces más pequeño que el antiguo nivel “micro”. MICROSILICE:

Es uno de los productos para el hormigón más ampliamente usados en todo el mundo por más de 80 años. S us propiedades han permitido obtener hormigones de alta resistencia, impermeables a los ataques del agua y los agentes químicos.

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López

NANOSILICE VS MICROSILICE

NANOSÍLICE

MICROSILICE:

Sin embargo, sus desventajas siempre han sido dos: - Su alto precio - Su contaminación al medio ambiente y a sus operadores Estos últimos, tienen que tomar precauciones especiales, porque al ser el microsílice un material cien veces más fino que el humo del tabaco (humo de sílice) puede producir silicosis si las condiciones no son las óptimas.

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE NANOSILICE:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE CEMENTO-MICROSILICE-NANOSILICE:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE COMPARATIVA DE DIFERENTES MEZCLAS DE CEMETOS:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE COMPARATIVA DE DIFERENTES MEZCLAS DE CEMETOS: CONSISTENCIA:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE COMPARATIVA DE DIFERENTES MEZCLAS DE CEMETOS: CONSISTENCIA:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE COMPARATIVA DE DIFERENTES MEZCLAS DE CEMETOS: RESISTENCIA A COMPRESIÓN:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE COMPARATIVA DE DIFERENTES MEZCLAS DE CEMETOS: RESISTENCIA A COMPRESIÓN:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE COMPARATIVA DE DIFERENTES MEZCLAS DE CEMETOS: RESISTENCIA A FLEXION:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE COMPARATIVA DE DIFERENTES MEZCLAS DE CEMETOS: RESISTENCIA A TRACCIÓN:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

NANOSILICE VS MICROSILICE CONCLUSIONES DE LA COMPARATIVA: En los hormigones de alta resistencia (H-70), el nanosílice tiene un 88% más de rendimiento que el microsílice, cemento adicional y superplastificantes. En promedio bastan 9.43 Kg de nanosílice frente a 73 Kg de todos los anteiores juntos. Su costo por uso es más económico que usar cualquier combinación de los anteriores. Tiene de 0 a 1% de inclusión de aire. Posee una plasticidad que evita el uso de superplastificantes. Alt a trabajabilidad a niveles reducidos de agua/cemento. Fácil homogeneización. Al reducir los tiempos de mezclado permite a las plantas hormigoneras aumentar su producción. Dependiendo de los cementos y de las formulaciones, proporcionan resistencias de entre 15MPa y 75MPa a 1 día, 40MPa a 90MPa a 28 días y 48MPa y 120 Mpa a 120 días. Cumple la normativa ISO 14001 de respeto al medio ambiente y a la salud de las personas. Evita los peligros de silicosis a sus operadores y carece de contaminación al medio ambiente.

Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución

M.R.A. 2o11-2o12

José Benito Rodríguez Cheda

Roi Ríos López

EJEMPLO DE UTILIZACION DE NANOSILICE: CUPULA DE UN TANQUE DE GAS LICUADO (CARTAGENA): REQUERIMIENTOS: -Tanque de gas: Alta resistencia, pero con ausencia de retracciones y fisuras -Estructura inclinada de 30 grados: Baja consistencia (7cm) para evitar segregación o presión extrema en el encofrado pero buena trabajabilidad. -Buen acabado superficial PROPUESTAS: -Reducir la cantidad de cemento para disminuir el riesgo de aparción de fisuras debidas a retracciones . -Uso de nanosílice para compensar la menor cantidad de cemento, y mejorar la reología y docilidad del hormigón de baja consistencia

NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

EJEMPLO DE UTILIZACION DE NANOSILICE: CUPULA DE UN TANQUE DE GAS LICUADO (CARTAGENA): PRUEBAS INICIALES. BUENA TRABAJABILIDAD EN EL PROTOTIPO:

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

EJEMPLO DE UTILIZACION DE NANOSILICE: CUPULA DE UN TANQUE DE GAS LICUADO (CARTAGENA): TRAS 24h SE ANALIZA LA SUPERFICIE DEL ACABADO:

La nanosílice mejora la reología del hormigón de baja consistencia. No se forman fisuras Buen acabado

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

EJEMPLO DE UTILIZACION DE NANOSILICE: CUPULA DE UN TANQUE DE GAS LICUADO (CARTAGENA): PROPIEDADES MECANICAS. TESTIGOS DE HORMIGON:

Respecto a los ensayos de compresión, porosidad y permeabilidad de agua bajo presión, los testigos superaron los requerimientos.

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE

Nuevos Materiales y Sistemas para la Ejecución José Benito Rodríguez Cheda

EJEMPLO DE UTILIZACION DE NANOSILICE: CUPULA DE UN TANQUE DE GAS LICUADO (CARTAGENA):

M.R.A. 2o11-2o12 Roi Ríos López NANOSÍLICE