Propiedades mecánicas y de durabilidad de concretos de ultra altas prestaciones (UHPC), con diferentes materiales cementantes suplementarios (2020)
El UHPC (Ultra High Performance Concrete por sus siglas en inglés) se conoce como un material cementicio, con resistencia a la compresión mayor o igual a 150 MPa, mayor ductilidad a la tracción, tenacidad y propiedades de durabilidad en comparación con el concreto convencional. Así mismo, en el diseño de un UHPC, predominan criterios como la compacidad y el empaquetamiento de partículas, lo que lo diferencia de un concreto convencional. Los componente típicos del UHPC son cemento, humo de sílice, otros materiales cementantes suplementarios (MCS), arena de sílice, aditivos super plastificantes de alto rango y agua. Dentro de los componentes del UHPC, el contenido de cemento y el humo de sílice, por su mayor costo, incrementan el valor en la producción de la dosificación, es por esto que, la principal motivación para el desarrollo de la presente investigación fue la necesidad de brindar opciones para la sustitución parcial de cemento y humo de sílice por materiales cementantes suplementarios, tales como el polvo de vidrio con tamaño medio de partícula de 7 μm y 28 μm y carbonato de calcio, con el fin de lograr un material enfocado en la sostenibilidad y reducción de costos. Se evaluaron dos dosificaciones identificadas como D2 y D3 las cuales fueron producto de la optimización de dosificaciones de UHPC realizadas con materias primas colombianas bajo criterios de flujo autocompactante. Se empleó el menor contenido posible de cemento, y se limitó la cantidad de humo de sílice a 100 kg/m3. Los resultados se compararon con los obtenidos en una dosificación de control (dosificación D1) cuyos materiales cementantes son únicamente cemento y humo de sílice. Adicionalmente se evaluó el desempeño de las dosificaciones tanto en estado fresco como endurecido a 7, 28 y 90 días de curado en agua. En estado fresco se realizaron ensayos de asentamiento y en estado endurecido se realizaron ensayos de resistencia a la compresión, módulo de elasticidad, velocidad de pulso ultrasónico, absorción superficial inicial, permeabilidad a los cloruros, obteniendo como resultado que la resistencia a la compresión de las dosificaciones D2 y D3 alcanzó valores por encima del 90% a los 90 días de curado, con respecto a la dosificación de control; sin embargo el desempeño de la dosificación D3 fue mejor frente a algunas propiedades de durabilidad, entre ellas la permeabilidad al ión cloruro y la absorción superficial inicial, con respecto a la dosificación de control.