Tesis (Ingeniero civil con énfasis en Estructuras)

En la presente investigación se evaluó para concretos de ultra alto desempeño (UHPC), adicionados con humo de sílice, el efecto de la incorporación de fibras de acero rectas y otros materiales cementantes suplementarios (MCS). Se realizaron tres muestras de concreto UHPC: la muestra de referencia (compuesta por cemento, humo de sílice, arena de sílice, agua y aditivo superplastificante) y dos dosificaciones en donde se sustituye parcialmente el cemento y el humo de sílice por materiales cementantes suplementarios. En la muestra D2 se adiciona carbonato cálcico y polvo de vidrio pulverizado de 28 micras de diámetro y en la muestra D3 se adiciona carbonato cálcico y polvo de vidrio de 28 y 7 micras como sustitución parcial del cemento y el humo de sílice. Se busca, por una parte, que la reducción de la cantidad de cemento en la mezcla disminuya el calor liberado por la reacción exotérmica de la hidratación del clinker del cemento y por otro lado que la reducción de la cantidad de humo de sílice permita reducir la cantidad de agua en la mezcla del UHPC, ambos efectos contribuyen a la disminución de la contracción por secado del concreto. Adicionalmente la adición de fibras metálicas debería contribuir a absorber los esfuerzos de tracción internos del concreto impuestos por la contracción de la matriz y debido al alto módulo de elasticidad de las fibras impedir grandes deformaciones en la masa de concreto (Weina Meng, Kamal H. Khayat. 2018). El programa experimental desarrollado, se enfocó en la medición de la contracción por secado en los primeros días de edad del concreto (20 primeros días) pues en este periodo ocurren las máximas contracciones por secado del concreto UHPC (Hyung Joo Lee, et al., 2019). Se determinó que el concreto UHPC con sustitución parcial del cemento hidráulico y humo por carbonato cálcico y polvo de vidrio reciclado de 28 micras, con incorporación de un 2% fibras de acero rectas sobre volumen de concreto, es capaz de reducir hasta un 46% la contracción por secado del concreto en los 5 primeros días de edad, en relación con un concreto UHPC de referencia. En dicha mezcla se redujo la cantidad de cemento y humo de sílice de 852 kg/m³ y 271.7 kg/m³ a 600 kg/m³ y 100 kg/m³ respectivamente, gracias a la adición de 209 kg/m³ de carbonato cálcico y 322.8 kg/m³ de polvo de vidrio de 28 micras de diámetro, materiales cementantes suplementarios con un precio muy inferior. En el concreto UHPC de referencia, la adición de un 2% de microfibra metálica supuso una reducción en el valor de la contracción seca de un 10.8% en los 5 primeros días. Por otro lado, el reemplazo parcial del cemento hidráulico y humo de sílice por carbonato cálcico y polvo de vidrio reciclado de 7 y 28 micras, supuso una reducción en la contracción por secado de un 36.1% con respecto a la mezcla de referencia, en los primeros 5 días.