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El milagro de la autocuración: ¿Cómo se "autocura" el hormigón ECC en el agua de lluvia?
Cuando se trata de innovación en materiales de construcción, los compuestos cementicios diseñados (ECC) se han convertido gradualmente en el foco de la industria. Este material también se conoce como hormigón compuesto cementicio reforzado con tensión (SHCC), o más comúnmente conocido como hormigón flexible. No es sólo una tendencia en la industria de la construcción, sino también una solución a la fragilidad del hormigón tradicional.
La principal diferencia entre el ECC y el cemento común es que puede soportar una tensión de tracción del 3-7%, en comparación con solo el 0,01% del cemento común. Esto hace que el ECC se comporte más como un material metálico dúctil que como un material de vidrio frágil.
Debido a sus características frágiles, el hormigón tradicional a menudo sufre daños irreversibles bajo tensión. La aparición de la ECC ha mejorado enormemente esta situación. Estas innovaciones de diseño no sólo otorgan al ECC excelentes propiedades de tracción, sino que su control de microfisuras también crea el potencial de autocuración del material.
La historia del desarrollo del ECC
El desarrollo del ECC no se logró de la noche a la mañana, sino que fue el resultado del primer diseño sistemático basado en la teoría microscópica y de mecánica de fracturas. Muchas universidades reconocidas alrededor del mundo, como la Universidad de Michigan y la Universidad de Tokio, participan activamente en la investigación y el desarrollo de ECC. Su sistema de diseño cubre múltiples niveles desde nanómetros, micrómetros hasta niveles macroscópicos, lo que también permite a ECC tener varios tipos de soluciones de aplicación en el mercado.
Propiedades únicas del ECC
ECC tiene un conjunto único de propiedades, que incluyen propiedades de tracción superiores, excelente facilidad de procesamiento y solo se requiere una pequeña cantidad de fibra (aproximadamente el 2%) para mantener un estricto control de grietas. Estas características hacen que el ECC sea muy superior al hormigón reforzado con fibra tradicional. La generación de dichas microfisuras ayuda al ECC a evitar fallas estructurales importantes durante la carga de tensión.
En el entorno natural, ECC se atreve a auto-repararse. Una vez que aparecen microgrietas bajo el contacto del agua, las partículas de cemento que no han reaccionado comenzarán a hidratarse, produciendo una variedad de productos para rellenar las grietas y restaurar gradualmente sus propiedades mecánicas.
Identificación de tipo
El ECC se puede dividir en varios tipos según los diferentes requisitos de diseño. Por ejemplo, el ECC ligero es muy adecuado para aplicaciones en casas suspendidas, balsas, etc. añadiendo poros o partículas de polímero para reducir la densidad. El hormigón autonivelante ajusta la proporción de la mezcla para que el material pueda fluir por sí solo, lo que lo hace adecuado para llenar moldes de formas complejas.
El ECC en aerosol tiene buena bombeabilidad y es adecuado para el refuerzo y reparación de túneles o tuberías de drenaje, demostrando plenamente la practicidad y flexibilidad del ECC.
Aplicaciones prácticas
Este material se ha utilizado en muchos proyectos a gran escala en Japón, Corea del Sur, Suiza, Australia y Estados Unidos. Por ejemplo, la presa Mitaka en Hiroshima se reparó utilizando ECC y las grietas estructurales se redujeron con éxito. Estas aplicaciones no sólo verifican el rendimiento del ECC, sino que también demuestran su efecto real en los proyectos de construcción.
En 2005, el puente Mihara en Hokkaido se abrió al tráfico. En la plataforma de hormigón armado del puente se utilizaron casi 800 metros cúbicos de ECC. Esto reduce el uso de material en un 40% en comparación con los diseños convencionales.
Estos casos del mundo real demuestran una vez más las ventajas del ECC sobre el hormigón convencional a la hora de mejorar la durabilidad estructural y sus posibles capacidades de reparación.
Perspectivas de futuro
Con el avance de la tecnología y el desarrollo de la ciencia de los materiales, el alcance de aplicación del ECC sin duda se expandirá gradualmente. Ya sea en puentes, túneles o edificios cotidianos, sus propiedades de autocuración y durabilidad hacen que el ECC sea importante y comercialmente valioso para la construcción futura.
Sin embargo, frente a desafíos medioambientales y demandas materiales cada vez más severos, debemos pensar en qué tipo de tecnologías innovadoras pueden mejorar aún más el rendimiento de los materiales de construcción y proteger así el entorno vital de la humanidad.
