Influence of nanosilica extracted from crab shells on the physical-mechanical properties of cement mortars

Abstract

Esta investigación evalúa el uso de desechos de caparazones de cangrejo para mejorar morteros, incorporando nanosílice al 0.25% en peso del cemento como alternativa sostenible. Las nanopartículas, obtenidas de residuos biológicos, se aplicaron en cementos Tipo N y HS, formulados para mampostería y resistencia a sulfatos. La metodología incluyó síntesis de nanopartículas, ensayos de compresión uniaxial, pruebas de permeabilidad y análisis microestructural (XRD y SEM).

Los resultados muestran que la nanosílice incrementa resistencia y durabilidad, aunque la nanoquitina y nanopartículas de cal fueron más eficaces a largo plazo. La mezcla C+S₀.₂₅% alcanzó 31.22 MPa a 90 días, similar a su control (31.63 MPa), mientras que M+S₀.₂₅% aumentó un 3.2% frente a su referencia. El aumento de resistencia en edades tempranas (24 h-7 d) indica que la nanosílice acelera la hidratación y densifica la matriz, mejorando la cohesión interna.

Las pruebas de permeabilidad evidenciaron comportamiento hidrofóbico (ángulos >90°), reduciendo la absorción de agua y favoreciendo la durabilidad. Esta estrategia optimiza el desempeño del mortero y promueve la sostenibilidad mediante la reutilización de residuos, alineándose con la economía circular y la nanotecnología, demostrando la viabilidad de nanosílice derivada de cangrejo en materiales de construcción ecoeficientes.