Yeso y sílice

Referencia

El trabajo que se presenta es reportado por personal del Laboratorio GCGM, INSA, Rennes, Francia.

C. Baux, Y. Mélinge, C. Lanos and R. Jauberthie. Enhanced Gypsum Panels for Fire Protection. Journal of Materials in Civil Engineering. Vol 20, N° 1, January 1, 2008. ASCE. USA.

Debido a la gran latencia calorífica del yeso, durante la exposición al fuego pasa por una etapa isotérmica en el lado no expuesto. El calor fluye a través de las grietas e incrementa la temperatura en el lado sin exponer. La deshidratación conduce a una contracción térmica debido a la pérdida de las moléculas de agua. En el estudio se introduce un relleno de sílice (propiamente de micro sílice). Este agregado modifica las propiedades térmicas, físicas y mecánicas reduciendo la formación de grietas. Es estudiada también una proporción óptima de relleno de micro sílice. En el estudio también se compara su comportamiento frente al de paneles comerciales. A temperaturas críticas mayores de 1,000°C, un frente fundido se propaga a través del material afectando su permeabilidad, y sus propiedades mecánicas y geométricas (el espesor). En resumen, según el estudio, el desarrollo de nuevos materiales a prueba de fuego (exhibiendo una resistencia a altas temperaturas) requiere dominar la contracción por altas temperaturas, según es mostrado en el estudio.

Introducción

El principal componente de las pastas de yeso comerciales es el sulfato de calcio hemihidratado, CaSO₄.½H₂O, que se consigue a través del proceso indicado en la expresión siguiente.

CaSO₄.2H₂O + calor -> CaSO₄.½H₂O + vapor

El hemihidratado se presenta en dos formas, denominadas α y β (la primera como cristales que al mezclarse con el agua forman una estructura más fuerte y dura). Frente al fuego, y después de un periodo isotérmico, las grietas comienzan a aparecer.

En el estudio se propone y analiza la incorporación de un relleno de sílice (propiamente, micro sílice) al hemihidrato en una cantidad que varía entre 10 a 60% en peso. Se estudian: la conductividad térmica y las propiedades mecánicas y físicas, para diferentes cantidades de relleno. En el estudio, las mejores proporciones se comparan con los paneles comerciales, para temperaturas menores y mayores a 1,000°C.

Muestras de yeso mejorado

La base es un hemihidratado β (densidad, 0.8) con un relleno de sílice (según se indicó, propiamente de micro sílice) (densidad, 0.55) en proporciones de este último en 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60%. La relación de agua a masa de 0.7. Se utilizó un mezclador para mortero de 166 rpm. El tamaño de la placa de prueba es de 550x550x40 mm³. De cada formulación se prepararon dos muestras con los siguientes fines: (1) para las propiedades físicas y mecánicas y térmicas, y (2) para simular las pruebas de fuego. Con el fin de eliminar el exceso de agua, las muestras se ventilaron a 30°C.

Propiedades físicas, mecánicas y térmicas a temperatura ambiente

¨ Densidad aparente

Cambio de densidad.

Se hicieron en muestras de 40x40x40 mm³. Hasta el 30% la densidad disminuye, y de ahí en adelante aumenta pues el micro sílice llega a ser predominantemente sólido.

Cambio de propiedades. Cambios a alta temperatura.