Evolución del comportamiento mecánico del GRC

Hormigones especiales - curso 2012

Evolución del comportamiento mecánico del GRC

Luis Enrique Mercedes Cedeño

Resumen
Los primeros tipos de GRC estaban formados por la unión de fibras de vidrio E y una matriz realizada con cemento Portland. Sin embargo las propiedades del material joven, desaparecían con el paso del tiempo. Para poder ampliar la utilización y estudio de estematerial se trabajó en el desarrollo de fibras de vidrio resistentes a los entornos alcalinos (fibras álcali-resistente o AR), pero no se logró que las propiedades del compuesto se mantuvieran inalterables con el paso del tiempo. Se intentó modificar las características de la matriz de cemento mediante la adición de productos químicos para bajar la alcalinidad de la matriz de cemento. Se utilizaronaditivos como: cenizas volantes, puzolanas, escorias de alto horno, a los que hay que añadir la utilización de cementos Pórtland carbonatados y cementos aluminosos. Siendo el metacaolín el que mostro una buena mejoría en el comportamiento mecánico del GRC, pero su uso incremento el precio del material reduciendo su competitividad en el mercado frente a otro tipo de materiales. Esto hace que su usoindustrial sea minoritario.
Introducción
El GRC (Glass Reinforced Concrete), o también GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete) es un material de construcción compuesto por hormigón reforzado con fibra de vidrio. El GRC es el resultado de numerosas investigaciones en la historia de los Materiales Compuestos para la construcción, y ha sido ampliamente utilizado en todo el mundo desde suinvención a principios de los años 70. Su fácil aplicación, las grandes posibilidades de diseño que ofrece, y sobre todo sus características y propiedades mecánicas, le hacen ser una solución excelente y de gran versatilidad.

En el caso del hormigón con fibra de vidrio se han obtenido buenos resultados cuando se trata de morteros de áridos finos, utilizándose en distintas aplicaciones,tales como, paneles antirruido y paneles de fachadas de edificaciones, dadas su fácil instalación y su poco peso.

Las fibras de vidrio utilizadas para el refuerzo del hormigón son del tipo álcali-resistente; de esta forma se evita la formación del gel álcali-silicato con los consiguientes efectos negativos de durabilidad de la fibra. El siguiente trabajo se centra conocer laevolución del comportamiento mecánico de los compuestos GRC, y los aditivos para modificar las propiedades de los mismos.

Problemas de envejecimiento
Desde las primeras investigaciones se detectó que las propiedades del GRC variaban con el paso del tiempo. El material, a largo plazo, pierde la ductilidad y la resistencia a tracción que muestra cuando es joven. Este fenómeno es conocido desde1950 (Grutzeck (6)). En esa época se concluyó que la pérdida de propiedades mecánicas del GRC se producía por un ataque químico del entorno alcalino de la matriz de cemento a las fibras de vidrio. Durante los años 70 del siglo pasado se realizaron avances en la fabricación de las fibras de vidrio para evitar este fenómeno. El British Research Establisment cambió la composición de las fibras devidrio, pasando de tener una base silícea (fibras E) a tener una base con un alto contenido de circonio. Las nuevas fibras se denominaron fibras AR, fibras resistentes al álcali. Sin embargo, los resultados que se obtuvieron en los primeros ensayos realizados sobre GRC fabricados con estas nuevas fibras no dieron los resultados esperados, pues se obtuvo una gran mejoría con respecto las fibras E, perono se logró que las propiedades del compuesto se mantuvieran inalterables con el paso del tiempo, especialmente la resistencia al impacto y la ductilidad del material.

Se empezaron a estudiar otras formas de mejorar el material y evitar la pérdida de propiedades con el paso del tiempo. Se intentó modificar las características de la matriz de cemento mediante la adición de productos...