Concrete Durability Properties and Microstructural Analysis of Cement Pastes with Nopal Cactus Mucilage as a Natural Additive

The present study evaluated the addition of a 3% nopal cactus mucilage solution to cement pastes, in its effects on setting times, flow, hydration, and microstructure, as well as on capillary water absorption and chloride diffusion in concrete. Hydration was characterized through XRD and microstructure was characterized with SEM. The mucilage solution/cement and water/cement ratios tested were 0.30, 0.45, and 0.60. The results in cement pastes indicate that the addition of mucilage increases setting times, reduces flow, slows cement hydration, and inhibits the formation of calcium hydroxide crystals in comparison with the control. Capillary absorption was significantly reduced in concrete containing mucilage, and chloride diffusion coefficients dropped up to 20% in the mixture with a mucilage/cement ratio = 0.30. The mixture with a mucilage/cement ratio = 0.45 displayed marginal reduction, and the mixture with mucilage/cement ratio = 0.60 exhibited a diffusion coefficient that was greater than the control for the specimens without moist curing. En esta investigación se evaluó el efecto de una solución de mucílago de nopal al 3% en los tiempos de fraguado, fluidez, hidratación y microestructura de pastas de cemento, y absorción capilar de agua y difusión de cloruros en concreto. La hidratación fue caracterizada por XRD y la microestructura por medio de SEM. Las relaciones solución de mucílago/cemento y agua/cemento fueron 0,30; 0,45 y 0,60. Los resultados en las pastas de cemento indican que el mucílago retarda los tiempos de fraguado, reduce la fluidez, retarda la hidratación del cemento, e inhibe la formación de cristales de hidróxido de calcio, comparados con los controles. La absorción capilar en concreto conteniendo mucílago se redujo significativamente y los coeficientes de difusión de cloruros disminuyeron hasta 20% en la mezcla mucílago/cemento = 0.30. En la relación mucílago/cemento = 0.45 la reducción fue marginal y en la relación mucílago/cemento = 0,60 el coeficiente de difusión fue mayor que el control para los especímenes sin curado en húmedo.