Estudio del comportamiento a tracción de concretos UHPC con elevado contenido de vidrio reciclado y reforzado con fibras recicladas y comerciales

Abstract

El avance continuo en la investigación de nuevos materiales para la construcción ha llevado al desarrollo del concreto de ultra altas prestaciones (UHPC, por sus siglas en inglés). A pesar de que las propiedades mecánicas del UHPC son excepcionales, gracias a su microestructura mejorada, y las reacciones de sus componentes. Su adopción generalizada se ha visto limitada por el alto costo de algunos de estos componentes y las preocupaciones asociadas con la salud y el medio ambiente. En este contexto, se ha intensificado la búsqueda de alternativas, con un enfoque particular en la integración de materiales reciclados para mejorar la sostenibilidad y reducir el impacto ambiental. Este estudio específico se enfoca en la evaluación del comportamiento a tracción directa de una mezcla de UHPC que ha sido previamente optimizada para cumplir con los estándares de la norma ASTM C1856, que son reconocidos como altamente rigurosos. La optimización de la mezcla se centró en la inclusión significativa de vidrio reciclado, representando un 52% de la masa total, junto con el refuerzo adicional proporcionado por fibras recicladas y comerciales. Entre las fibras utilizadas se encuentran las de polipropileno/polietileno, comercialmente disponibles en el país, las de acero con extremos en gancho, las microfibras metálicas lisas recubiertas en latón y las de polietileno reciclado, cada una destinada a fortalecer la matriz de UHPC. Los resultados obtenidos de los especímenes en forma de hueso de perro de UHPC reforzada a distintos volúmenes (1%, 2% y 3%) de fibras metálicas lisas recubiertas en latón presentaron un comportamiento a tracción directa que consideramos exitoso para esta investigación, seguidas por las fibras metálicas acabadas con ganchos. En contraste, las fibras poliméricas no alcanzaron comportamientos adecuados a la tracción uniaxial en ninguna de sus dosificaciones y presentaron desafíos que afectaban la trabajabilidad, como la formación de nidos o aceleración del fraguado. En términos de absorción de energía, las fibras terminadas en gancho tuvieron un comportamiento adecuado para que el sistema fibra-matriz pueda considerarse un material dúctil, ya que la deformación unitaria en la falla alcanzó valores de gran magnitud (>0.21%), gracias a la mejora en la adherencia proporcionada por la deformación en los extremos, obteniendo así una tenacidad elevada.