@unpublished{upm22562,
            note = {Unpublished},
            year = {2013},
           month = {June},
           title = {Desarrollo y caracterizaci{\'o}n de un material celular de alta porosidad con base cementicia activada mediante agentes inorg{\'a}nicos},
             doi = {10.20868/UPM.thesis.22562},
          school = {Edificacion},
             url = {https://oa.upm.es/22562/},
        abstract = {Esta tesis ha estudiado los morteros celulares, centr{\'a}ndose en la experimentaci{\'o}n con pastas de cemento aireadas (PCA) con polvo de aluminio como agente expansor.  El objetivo es el desarrollo de un material cementicio con una baja conductividad t{\'e}rmica que sirva como aislamiento t{\'e}rmico. La naturaleza inorg{\'a}nica del material lo hace incombustible, en contraste con las espumas polim{\'e}ricas existentes en el mercado, cuya aplicaci{\'o}n en c{\'a}maras ventiladas ha sido prohibida por normativas de construcci{\'o}n tanto a nivel nacional como internacional. Las posibles aplicaciones son con proyecci{\'o}n neum{\'a}tica o en paneles prefabricados.  Se han ensayado dos series de pastas de cemento con polvo de aluminio:  - Serie WPC/CAC/CH. Mezcla de referencia con cemento blanco (WPC), cemento de aluminato c{\'a}lcico (CAC) y cal a{\'e}rea (CH) en proporci{\'o}n 5:1:4.  - Serie OPC/CH. Mezcla de referencia con cemento portland con cenizas volantes (OPC) y cal a{\'e}rea (CH) en proporci{\'o}n OPC/CH de 4:1   A las mezclas de referencia se le han a{\~n}adido adiciones de metacaol{\'i}n (MK) (10 y 20\%) o sepiolita (SP) (1 y 2\%) para observar el efecto que producen tanto en el mortero fresco como en el mortero endurecido.  Se ha estudiado la reolog{\'i}a de las pastas en estado fresco, analizando el proceso de expansi{\'o}n de las pastas, registrando los valores de tensi{\'o}n de fluencia, aire ocluido y temperatura durante la expansi{\'o}n. Con los valores obtenidos se ha discutido la influencia de las adiciones utilizadas en la cin{\'e}tica de corrosi{\'o}n del polvo de aluminio que genera la expansi{\'o}n, concluyendo que las adiciones puzol{\'a}nicas (CV y MK) y la SP reducen mucho el periodo de inducci{\'o}n, lo que provoca poros m{\'a}s grandes y mayor cantidad de aire ocluido. Asimismo se ha analizado la relaci{\'o}n entre la tensi{\'o}n de fluencia y el contenido de aire ocluido, deduciendo que a mayor tensi{\'o}n de fluencia en el momento de iniciarse la expansi{\'o}n, menor tama{\~n}o de poros y contenido de aire ocluido. Finalmente, se han obtenido las densidades y capacidades de retenci{\'o}n de agua de los morteros frescos.  Para caracterizar la red porosa de las pastas aireadas endurecidas, se obtuvieron tanto las densidades reales, netas, aparentes y relativas como las porosidades abiertas, cerradas y totales con ensayos h{\'i}dricos. Finalmente se obtuvieron im{\'a}genes de los poros con tomograf{\'i}a axial computerizada para obtener las porosimetr{\'i}as de las muestras. La caracterizaci{\'o}n de la red porosa ha servido para terminar de analizar lo observado en la evoluci{\'o}n de la expansi{\'o}n del mortero fresco.  Se ha analizado la influencia de la red porosa en la conductividad t{\'e}rmica, obtenida con caja caliente, compar{\'a}ndola con la existente en la literatura existente tanto de morteros celulares como de espumas polim{\'e}ricas. Se concluye que los valores de conductividad t{\'e}rmica conseguida est{\'a}n en el m{\'i}nimo posible para un material celular de base cementicia.  La microestructura se ha estudiado con microscop{\'i}a electr{\'o}nica de barrido, difracci{\'o}n de rayos X y ensayos t{\'e}rmicos TG/ATD, observando que los productos de hidrataci{\'o}n encontrados coinciden con los que se producen en morteros sin airear. Las im{\'a}genes SEM y los resultados de ultrasonidos han servido para analizar la presencia de microfisuras de retracci{\'o}n en las pastas aireadas, observando que en las muestras con adiciones de MK y SP, se reduce la presencia de microfisuras. ABSTRACT  This thesis has studied cellular mortars, focusing in testing aerated cement pastes with aluminum powder as expansive agent.  The purpose is the development of a cementitious material with low thermal conductivity that can be used as thermal isolation. Inorganic nature of this material makes it non-combustible, in contrast with polymeric foams in market, whose application in ventilated double skin fa{\cc}ade systems has been banned by building standards, both domestically and internationally. Possible uses for this material are pneumatically sprayed applications and precast panels.  Two series of batches with aluminum powder have been tested:  - WPC/CAC/CH series. Reference paste with white portland cement (WPC), calcium aluminate cement (CAC) and lime (CH) with 5:1:4 ratio.  - OPC/CH series. Reference paste with portland cement with fly ash (OPC) and lime (CH) with 4:1 ratio.   Metakaolin (MK) (10 and 20\%) or sepiolite (SP) (1 and 2\%) additions were used in reference pastes to characterize the effect in fresh and hardened mortar.  Rheology in fresh pastes was studied, expansion process of pastes was analyzed, recording yield stress, entrained air and temperature values during expansion. Recorded values were used to discuss influence of additions on reaction kinetics of aluminum powder corrosion, that produces expansion.. Conclusion is that pozzolanic additions (FA and MK) and SP greatly reduce induction period, producing bigger pores and more entrained air. Relation between yield stress and entrained air has been also analyzed, observing that the bigger yield stress at beginning of expansion, the smaller pores size and the lower entrained air values. Finally density and water retention of fresh mortars were obtained.  Pore network in hardened aerated cement pastes was characterized by imbibition methods providing true, bulk and relative density, and providing also open, closed and total porosity. Finally, pore system imaging were obtained with computerized axial tomography to study porosimetry of specimens. Pore network characterization was useful to complete facts analysis observed in expansion of fresh mortars.  Influence of pore network in thermal conductivity, checked in hot box, was analyzed comparing with those existing values in cellular mortar and polymeric foams researches. It was concluded that thermal conductivity values achieved are close to minimum possible in a cementitious cellular material.  Microstructure was studied with Scanning Electron Microscopy, X-Ray Diffractometry and TG-DTA analysis, observing that hydration phases found, are those produced in non aerated mortar. SEM imaging and ultrasound results were useful to analyze shrinkage microcracks in aerated cement pastes, concluding that microcrack presence in specimens with MK and SP additions were reduced.},
          author = {Pinilla Melo, Javier}
}