La influencia de la fibra de vidrio en la resistencia a la erosión del hormigón reciclado (fabricado con áridos de hormigón reciclado) es un tema de gran interés en la ciencia de los materiales y la ingeniería civil. Si bien el hormigón reciclado ofrece ventajas medioambientales y de reciclaje de recursos, sus propiedades mecánicas y su durabilidad (por ejemplo, la resistencia a la erosión) suelen ser inferiores a las del hormigón convencional. La fibra de vidrio, como...material de refuerzo, pueden mejorar el rendimiento del hormigón reciclado mediante mecanismos físicos y químicos. A continuación se presenta un análisis detallado:
1. Propiedades y funciones deFibra de vidrio
La fibra de vidrio, un material inorgánico no metálico, presenta las siguientes características:
Alta resistencia a la tracción: Compensa la baja capacidad de tracción del hormigón.
Resistencia a la corrosión: Resiste ataques químicos (por ejemplo, iones cloruro, sulfatos).
Endurecimiento y resistencia a las grietas**: Cubre las microgrietas para retrasar la propagación de grietas y reducir la permeabilidad.
2. Deficiencias de durabilidad del hormigón reciclado
Los áridos reciclados con pasta de cemento residual porosa en sus superficies dan lugar a:
Zona de transición interfacial débil (ITZ): Mala adherencia entre los agregados reciclados y la pasta de cemento nueva, creando vías permeables.
Baja impermeabilidad: Los agentes erosivos (por ejemplo, Cl⁻, SO₄²⁻) penetran fácilmente, causando corrosión del acero o daños expansivos.
Baja resistencia a los ciclos de congelación y descongelación: La expansión del hielo en los poros induce agrietamiento y desprendimiento de fragmentos.
3. Mecanismos de la fibra de vidrio para mejorar la resistencia a la erosión
(1) Efectos de barrera física
Inhibición de grietas: Las fibras dispersas uniformemente unen las microgrietas, bloqueando su crecimiento y reduciendo las vías de acceso para los agentes erosivos.
Mayor compactación: Las fibras rellenan los poros, reduciendo la porosidad y ralentizando la difusión de sustancias nocivas.
(2) Estabilidad química
fibra de vidrio resistente a los álcalis(ej., vidrio AR): Las fibras con tratamiento superficial permanecen estables en ambientes altamente alcalinos, evitando la degradación.
Refuerzo de la interfaz: La fuerte unión fibra-matriz minimiza los defectos en la ITZ, reduciendo los riesgos de erosión localizada.
(3) Resistencia a tipos específicos de erosión
Resistencia a los iones cloruro: La menor formación de grietas ralentiza la penetración de Cl⁻, retrasando la corrosión del acero.
Resistencia al ataque de sulfatos: La supresión del crecimiento de grietas mitiga los daños causados por la cristalización y expansión de sulfatos.
Resistencia a la congelación y descongelación: La flexibilidad de la fibra absorbe la tensión de la formación de hielo, minimizando el desprendimiento de la superficie.
4. Factores clave que influyen
Dosificación de fibra: El rango óptimo es de 0,5% a 2% (en volumen); el exceso de fibras provoca aglomeración y reduce la compactación.
Longitud y dispersión de la fibra: Las fibras más largas (12–24 mm) mejoran la tenacidad, pero requieren una distribución uniforme.
Calidad de los áridos reciclados: Una alta absorción de agua o un contenido residual de mortero debilita la unión fibra-matriz.
5. Resultados de la investigación y conclusiones prácticas
Efectos positivos: La mayoría de los estudios muestran que lo apropiadofibra de vidrioSu adición mejora significativamente la impermeabilidad, la resistencia a los cloruros y la resistencia a los sulfatos. Por ejemplo, un 1 % de fibra de vidrio puede reducir los coeficientes de difusión de cloruros entre un 20 % y un 30 %.
Rendimiento a largo plazo: La durabilidad de las fibras en ambientes alcalinos requiere atención. Los recubrimientos resistentes a los álcalis o las fibras híbridas (por ejemplo, con polipropileno) mejoran su vida útil.
Limitaciones: Los áridos reciclados de mala calidad (por ejemplo, alta porosidad, impurezas) pueden disminuir los beneficios de la fibra.
6. Recomendaciones de aplicación
Escenarios adecuados: Ambientes marinos, suelos salinos o estructuras que requieren hormigón reciclado de alta durabilidad.
Optimización de la mezcla: Pruebe la dosificación de fibra, la proporción de sustitución de áridos reciclados y las sinergias con aditivos (por ejemplo, humo de sílice).
Control de calidad: Asegurar una dispersión uniforme de las fibras para evitar la formación de grumos durante la mezcla.
Resumen
La fibra de vidrio mejora la resistencia a la erosión del hormigón reciclado mediante el endurecimiento físico y la estabilización química. Su eficacia depende del tipo de fibra, la dosificación y la calidad del árido reciclado. Las investigaciones futuras deberían centrarse en la durabilidad a largo plazo y en métodos de producción rentables para facilitar aplicaciones de ingeniería a gran escala.
Fecha de publicación: 28 de febrero de 2025
