Caracterización fisicoquímica de la reducción de defectos interfaciales en compuestos modificados con aerogel de sílice

Abstract

En esta investigación se estudia la reducción de defectos interfaciales en compuestos cementantes alternativos que incorporan aerogel de sílice hidrofóbico (SA) como agregado ligero para aplicaciones de aislamiento térmico. Debido a su baja energía superficial y carácter hidrofóbico, el aerogel tiende a generar zonas de transición interfacial débiles, vacíos y grietas que afectan el desempeño mecánico del material. Para mejorar la compatibilidad entre el aerogel y la matriz cementante, se evaluó la modificación superficial del agregado mediante dos surfactantes: un agente de acoplamiento silano y un copolímero tribloque PEG‑PPG‑PEG. Los compuestos fueron caracterizados mediante análisis de energía libre superficial, ángulo de contacto, microscopía electrónica, porosimetría por fisisorción de N₂, resistencia a compresión y conductividad térmica. Los resultados muestran que el copolímero incrementa la energía superficial y mejora la humectabilidad, reduciendo defectos en la zona interfacial y generando una microestructura más homogénea. Los compuestos modificados con copolímero alcanzaron una resistencia a compresión de hasta 5.19 MPa y una conductividad térmica de 0.141 W/(m·K). Estos resultados demuestran que la modificación superficial del aerogel mejora la compatibilidad con la matriz cementante y permite obtener materiales con buen desempeño mecánico y potencial para aplicaciones de aislamiento térmico en la construcción.

Keywords: aerogel de sílice; modificación superficial; aislamiento térmico