La influencia de la fibra de vidrio en la resistencia a la erosión del hormigón reciclado (fabricado a partir de 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 beneficios ambientales y de reciclaje de recursos, sus propiedades mecánicas y durabilidad (p. ej., resistencia a la erosión) suelen ser inferiores a las del hormigón convencional. La fibra de vidrio, como...material de refuerzoPuede 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 al agrietamiento**: Puentea microfisuras 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 (ZIT): mala adhesión entre los agregados reciclados y la nueva pasta de cemento, lo que crea vías permeables.
Baja impermeabilidad: Los agentes erosivos (por ejemplo, Cl⁻, SO₄²⁻) penetran fácilmente y provocan corrosión del acero o daños expansivos.
Baja resistencia al ciclo de congelación y descongelación: la expansión del hielo en los poros induce agrietamiento y desconchado.
3. Mecanismos de la fibra de vidrio para mejorar la resistencia a la erosión
(1) Efectos de barrera física
Inhibición de grietas: Las fibras uniformemente dispersas cubren las microgrietas, bloqueando su crecimiento y reduciendo las vías de los agentes erosivos.
Mayor compacidad: las fibras rellenan los poros, reduciendo la porosidad y retardando la difusión de sustancias nocivas.
(2) Estabilidad química
Fibra de vidrio resistente a los álcalis(por ejemplo, vidrio AR): las fibras con tratamiento superficial permanecen estables en entornos con alto contenido alcalino, evitando la degradación.
Refuerzo de la interfaz: La fuerte unión fibra-matriz minimiza los defectos en la ZTI, reduciendo los riesgos de erosión localizada.
(3) Resistencia a tipos específicos de erosión
Resistencia a los iones de cloruro: la formación reducida de grietas retarda la penetración de Cl⁻, retrasando así la corrosión del acero.
Resistencia al ataque de sulfatos: la supresión del crecimiento de grietas mitiga el daño causado por la cristalización y expansión de sulfatos.
Durabilidad ante congelación y descongelación: la flexibilidad de la fibra absorbe la tensión causada por la formación de hielo, minimizando el desconchado de la superficie.
4. Factores influyentes clave
Dosis de fibra: el rango óptimo es de 0,5% a 2% (por volumen); el exceso de fibras provoca agrupamiento y reduce la compacidad.
Longitud y dispersión de las fibras: Las fibras más largas (12–24 mm) mejoran el endurecimiento pero requieren una distribución uniforme.
Calidad de los áridos reciclados: La alta absorción de agua o el contenido de mortero residual debilitan la unión fibra-matriz.
5. Hallazgos de la investigación y conclusiones prácticas
Efectos positivos: La mayoría de los estudios muestran que el uso apropiadofibra de vidrioLa adición de fibra de vidrio mejora significativamente la impermeabilidad, la resistencia a los cloruros y 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 entornos alcalinos requiere atención. Los recubrimientos resistentes a los álcalis o las fibras híbridas (p. ej., con polipropileno) aumentan su longevidad.
Limitaciones: Los agregados 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 requieran hormigón reciclado de alta durabilidad.
Optimización de la mezcla: probar la dosis de fibra, la relación de reemplazo de agregado reciclado y las sinergias con aditivos (por ejemplo, humo de sílice).
Control de calidad: garantizar 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 deben centrarse en la durabilidad a largo plazo y en métodos de producción rentables para facilitar aplicaciones de ingeniería a gran escala.
Hora de publicación: 28 de febrero de 2025
