Resumen
La presente tesis evalúa la efectividad de diferentes materiales activos basados en SiO2 para su utilización como materiales suplementarios en sistemas tradicionales de cemento Pórtland o como fuente adicional de sílice en sistemas conglomerantes no convencionales de activación alcalina, con el propósito de obtener materiales con un mejor desempeño, prolongada vida útil y menor afectación ambiental. 
El humo de sílice es la adición puzolánica de mayor uso para la producción de hormigones de elevado desempeño. No obstante, su comercialización en estado densificado conlleva a una disminución en el grado de reactividad como consecuencia de la falta de disgregación y dispersión de los aglomerados durante el amasado de los componentes del hormigón. La aplicación de un tratamiento de ultrasonidos de elevada frecuencia mejora el grado de dispersión del humo de sílice, conduciendo a un incremento en la resistencia a compresión y refinamiento de la red de poros en los morteros. Esto es atribuido a una mejora en la reactividad puzolánica lograda mediante la dispersión de las micropartículas de SiO2, para promover un mayor consumo de portlandita durante el curado y formación de geles de C-S-H, con un mayor grado de reticulación y de cadenas más largas. Esto sugiere que la utilización de humo de sílice sonicado como adición puzolánica en sistemas tradicionales de cemento Pórtland puede reducir la cantidad de adición mineral requerida para lograr un desempeño específico, con la ventaja adicional de obtener una estructura altamente densificada, una estructura de poro refinada y menor permeabilidad, contribuyendo así a un incremento tanto en el desempeño mecánico del material como a unas mejores propiedades de durabilidad, especialmente cuando es sometido a ambientes agresivos. Adicionalmente, la activación del humo de sílice mediante tratamientos de sonicación conduce a la obtención de volúmenes elevados de partículas con diámetros inferiores a una 1 µm, cuya eficacia como adición puzolánica es significativamente mayor frente a otros nano o micromateriales activos basados en SiO2. 
En este trabajo se ha demostrado que tanto el  humo de sílice  junto con otro tipo de materiales basados en SiO2 de elevada reactividad, tales como ceniza de cascarilla de arroz, microsílice y dispersiones coloidales de nano-partículas de sílice pueden ser utilizados satisfactoriamente como fuente adicional de SiO2 junto con una solución de hidróxido en la producción de conglomerantes de activación alcalina. Estos activadores alcalinos alternativos pueden sustituir las soluciones de silicatos comerciales, que están asociadas a una significativa afectación ambiental, como consecuencia de la elevada demanda de energía y emisión de gases invernadero para su producción. Por tanto, la producción de activadores basados en una fuente adicional de SiO2, que a su vez son residuos y/o sub-productos industriales u otro tipo de materiales son una alternativa atractiva para el desarrollo de materiales con un mayor criterio de sostenibilidad.
La presente tesis evalúa el efecto del uso de nuevos activadores basados en un fuente alternativa de sílice modificada químicamente con una solución de hidróxido (SiO2/MOH; M=K+ o Na+) sobre el desempeño de conglomerantes preparados a partir de una ceniza volante activada alcalinamente. Los conglomerante producidos con el silicato comercial exhiben un mayor grado de reacción, asociado a un incremento en el gel del geopolímero, sin embargo geopolímeros producidos con los activadores alcalinos alternativos presentaron una menor demanda de agua y una reducida permeabilidad, independientemente del tipo de catión alcalino usado. Los geopolímeros basados en Na produjeron una mayor resistencia mecánica y una permeabilidad reducida, comparado con aquellos constituidos con K. Se identificó la formación de fases cristalinas de naturaleza zeolítica como productos de reacción. Se observó la formación de un amplio rango de zeolitas con la utilización de silicatos comerciales, comparado con los activadores alternativos. Estos resultados sugieren que existe variaciones en la disponibilidad del Si en el sistema y consecuentemente en la alcalinidad, dependiendo de la fuente de silicato en el activador lo cual es importante en la determinación de la nanoestructura del gel geopolmérico. Los resultados revelan el gran potencial de los activadores alternativos para su utilización en la producción de cementos de activación alcalina, gracias a la obtención de resistencias mecánicas y propiedades de durabilidad equivalentes o en algunos casos superiores a sus correspondientes basados en silicatos.