Diseño de morteros autocompactantes reforzados con fibras poliméricas

Abstract

Se desarrollaron formulaciones de mortero autocompactante (MAC) para ser aplicadas a la producción de piezas cementicias estructurales de geometría compleja. Se entiende como MAC un mortero que llena el molde o encofrado sin necesidad de vibrarlo manteniendo su uniformidad. En las formulaciones de MAC estudiadas se utilizó ceniza volante (un desecho que se genera en plantas de energía) con el fin de reducir el contenido de cemento Portland. A su vez se evaluó el efecto de la incorporación de fibras de polipropileno sobre el comportamiento del MAC tanto en estado fresco como en estado endurecido. En la primera etapa de este trabajo de tesis se caracterizaron los materiales de partida (cemento, arena, ceniza, aditivo superfluidificante, agua) siguiendo la normativa asociada al reglamento de estructuras de hormigón (CIRSOC 201) y otras técnicas complementarias como difracción de rayos x. En cuanto a la obtención de las formulaciones de MAC se utilizó como base la metodología propuesta por la EFNARC (European Federation of National Associations Representing producers and applicators of specialist building products for Concrete), y la experiencia previa del grupo de trabajo. La misma fija una relación agua/polvo (cemento + ceniza) y permite variar tanto la fracción volumétrica de arena respecto al volumen del mortero como el contenido de superfluidificante hasta alcanzar los valores objetivo para lograr autocompactabilidad: el diámetro de extendido y el tiempo de vaciado obtenidos a partir de los ensayos de flujo de asentamiento y embudo en V, respectivamente. Ambos parámetros están directamente vinculados a las propiedades reológicas del MAC. Aplicando esta metodología se obtuvieron cuatro formulaciones de MAC con 0, 10, 20, 30% en volumen de ceniza respecto al volumen de polvo. Además se obtuvieron cuatro formulaciones adicionales de MAC de igual proporción de ceniza, pero incorporando un contenido fijo de fibras de polipropileno. Los resultados indicaron que la formulación con hasta un 10% de ceniza alcanzó un valor de resistencia a la flexión a las edades de siete y veintiocho días de curado semejante a la basada solo en cemento Portland. Cabe destacar que la incorporación de fibras no cambió la resistencia a la flexión del MAC en estado endurecido, pero se observaron evidencias de su acción positiva una vez fisuradas las probetas de ensayo. En cuanto a la resistencia a la compresión el efecto de la incorporación de ceniza y fibra no modificó significativamente los valores resistentes, pero se observó un cambio en el mecanismo de rotura asociado a la presencia de fibra. Cabe destacar que una de las formulaciones fue utilizada para llenar y copiar un dibujo complejo en un encofrado demostrando la viabilidad de este sistema. A continuación, se evaluaron algunos aspectos económicos y de implementación de una formulación elegida y se discutió el impacto ambiental de la misma. Finalmente, se expusieron las conclusiones principales que surgieron de esta tesis, como así también los posibles trabajos futuros a realizar. Mail del autor Franco Petruccelli <petruu.fi@gmail.com>