Estudio de las propiedades mecánicas de concretos tipo uhpc y uhpfrc con alto volumen de vidrio reciclado

Abstract

El avance de las investigaciones desarrolladas con el objeto de crear nuevos materiales para la construcción ha resultado en la aparición del concreto de ultra altas prestaciones (UHPC, por sus siglas en inglés). Aunque la resistencia a la compresión de estos concretos es mayor o igual a 120 MPa según la ASTM, éstos tendrán un comportamiento frágil si no son apropiadamente dosificadas con fibras, generando así los concretos de ultra altas prestaciones reforzados con fibras (UHPFRC, por sus siglas en inglés). En países como Colombia es difícil disponer de un cemento con bajo contenido de aluminato tricálcico (C3A), lo que dificulta alcanzar ultra alta resistencia. Por lo tanto, la principal motivación de este trabajo de investigación fue la necesidad de generar una mezcla tipo UHPC que cumpla con lo establecido en la norma ASTM C1856, a partir de una optimización que tiene como criterios emplear la mayor cantidad de vidrio reciclado como agregado y cementante, la menor cantidad de cemento y un óptimo contenido de humo de sílice para evitar la expansión de ASR. Finalmente se diseñaron dosificaciones con 1%, 2% y 3% de fibras en volumen para reforzar la mezcla de UHPC optimizada. Los resultados indican que el uso de un vidrio reciclado con tamaño de partículas inferior a 1 milímetro no fue suficiente para evitar la expansión de la ASR, pues en este trabajo se necesitó de una dosificación de 155 kg/m3 de humo de sílice para mitigar esta reacción. El proceso de optimización permitió obtener un UHPC con una dosis de vidrio reciclado que representó el 52% de su masa total y cumplió con los requisitos de resistencia a la compresión de la ASTM. Por último, los resultados obtenidos de las probetas de UHPFRC reforzadas con 1%, 2% y 3% de fibras metálicas acabadas con ganchos presentaron un comportamiento a flexión sobresaliente, al igual que las probetas reforzadas con 2% y 3% de fibras comerciales poliméricas de polipropileno/polietileno. Mientras que las probetas de UHPFRC reforzadas con fibras recicladas no alcanzaron un comportamiento adecuado a flexión en ninguna de sus dosificaciones.