Concreto Flexible

Hoy en día se puede observar que uno de los materiales más utilizados por el hombre en todo el mundo es el concreto. Su uso es muy variado, como para la construcción de hogares, puentes, carreteras y la mayoría de estructuras que vemos a nuestro alrededor. La principal característica por la que se usa este material es principalmente por su trabajabilidad para moldearse a distintas formas y su gran resistencia al endurecerse. Muchas personas han dedicado bastante tiempo en desarrollar y experimentar con el concreto para mejorar sus propiedades y encontrar nuevos tipos que se adecuen mejor a distintas situaciones, como es con el caso del concreto flexible o ECC (Engineered Cement Composites) que fue desarrollado por el ingeniero Victor Li de la Universidad de Michigan, un tipo de concreto que puede llegar a ser hasta 500 veces más resiste a roturas por sobrecarga que el concreto convencional y con propiedades de autor-reparación. Ingeniero Victor Li de la Universidad de Michigan Fuente: EdicioAbierto

Ingeniero Victor Li de la Universidad de Michigan Fuente: EdicioAbierto
El concreto flexible está compuesto con ciertas fibras sintéticas que mantienen el material unido, permitiendo ser flexible y doblarse ante una tensión mecánica en vez de partirse. Este material permanece intacto con seguridad cuando se deforma hasta un 5% más de su tamaño inicial. El ECC es un tipo de especial de fibra de alto rendimiento, con grandes propiedades en cuanto a su peso y resistencia. Tiene características como alta resistencia a los esfuerzos de tracción y ductilidad a través de la inclusión de un 2% de fibras a la mezcla realizada con materiales del concreto tradicional, con excepción de los agregados gruesos que son producidos sintéticamente. Es de gran peculiaridad que la capacidad del ECC para deformar el material bajo carga, más del 3%, manteniendo constante una grieta de ancho aproximado de 60 micrómetros. El desarrollo de la auto-reparación del concreto ECC es establecer un material mucho más durable y dúctil.
El ingeniero, Victor Li, se inspiró en el nácar, el compuesto orgánico-inorgánico que segregan algunos moluscos para formar o reparar su caparazón. El nácar está formado por plaquetas de aragonita (cristales de carbonato de calcio), separadas por hojas de bio-polimero elástico. “Este fenómeno natural inspira a muchos de nuestra comunidad que buscan la manera de convertir el concreto frágil o la cerámica dúctil en compuestos que pueden transportar carga sin tener fallas catastróficas”, dice el ingeniero.
MATERIALES
Para la elaboración del concreto flexible se utilizan los componentes habituales del concreto (agua, arena, cemento) excepto áridos gruesos, tratados o producidos de forma sintética para contribuir a la flexibilidad del compuesto y además micro-fibras de polímeros. Esta mezcla tiene que tener incluido 2% de fibras especiales.
CARACTERÍSTICAS

“ECC siendo sometido a cargas axiales para comprobar su flexibilidad y sus respuesta frente a la acción constante de cargas.” Fuente: Arqhys
Como se mencionó anteriormente este concreto a pesar de tener un aspecto externo muy parecido al del concreto convencional puede resistir 500 veces más a roturas por sobrecarga. En sí el comportamiento de este concreto es muy parecido al concreto que se usa normalmente, pero cuando es sometido a tensiones, la red de fibras integradas en el compuesto se estira y se desliza ligeramente con respecto al componente rígido, evitando así la fragilidad y rotura total del elemento. También es 40% más ligero. Además de todo esto el ECC tiene propiedades autorreparables, esto es posible por la producción de carbonato cálcico cuando está expuesto al agua de lluvia y al dióxido de carbono. Es decir, el principal mecanismo de autorreparación es la cristalización del carbonato de calcio dentro de la grieta del concreto. Una desventaja es que el concreto flexible tiene un costo elevado, sin embargo su larga duración compensa a largo plazo el dinero que se gastaría, ya que tiene una mayor duración.

Puente Mihara Bridge, en Hokkaido, Japón Fuente: Flickr
Un ejemplo de estructura construida usando este material es el puente Mihara Bridge, en Hokkaido, Japón. Este puente es un 40% más ligero que si hubiese sido construido con hormigón convencional, y se estima una vida de servicio de 100 años.
PROPORCIONES DE LA MEZCLA PARA EL CONCRETO ECC UTILIZADOS EN LA INVESTIGACIÓN
En la preparación del concreto ECC se utilizaron: cemento Portland tipo I, arena con 110 micrómetros de tamaño medio de grano, cenizas volantes clase F suministradas por Boral Materials Technologies, fibras de 12 mm Kuralon-II REC-15 suministradas por la empresa Kuraray y un reductor de agua de alto rango (ADVA Reparto 530) de WR Grace & Co.
El concreto ECC fresco fue cubierto con láminas de plástico y desmoldado después de 24 horas, se prepararon cilindros de concreto ECC de 230 mm x 76 mm x 13 mm, Las muestras se dejaron curar bajo las condiciones de humedad y temperatura de laboratorio durante 6 meses, A los 28 días, la resistencia a la compresión del concreto ECC fue de aproximadamente f’c=60 MPa.

Preparación de la mezcla
CONCLUSIÓN
En conclusión, el material tiene unas capacidades flexibles de 3-6%, tienen un aspecto externo muy parecido al del concreto convencional, pero puede resistir 500 veces más a roturas por sobrecarga., brinda y soluciona muchos de los problemas. Es una gran novedad dentro del mundo de la construcción, este hormigón tiene la capacidad de auto repararse, ya que gracias a esta característica podrían reducirse los espesores de recubrimiento para evitar la corrosión de las barras de acero. El diseño estructural compuesto, es necesarios para convertir los materiales del hormigón flexible a tecnologías estructurales para contribuir la atenuación de los peligros causados por terremotos, El nuevo hormigón se dobla sin romperse. En la actualidad los investigadores del laboratorio ACE-MRL se orientan en el perfeccionamiento de un sistema de estructura autoadaptable y dispositivos con una alta absorción de energía basada en la tecnología ECC.
BIOGRAFÍA

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