Uso de polímeros superabsorbentes en hormigón

A lo largo de la vida del hormigón, el agua tiene una importancia central:

-Es un ingrediente esencial en la mezcla, curado y dureza del hormigón;

-Su intercambio con los alrededores hace que el hormigón endurecido se encoja, se hinche y posiblemente se agriete;
-Su presencia en hormigón endurecido influye en la fuerza y la fluencia;

-Desempeña un papel central en el deterioro causado por la acción de las heladas o reacciones alcalina-sílice.

Obviamente, el control del agua es importante para el hormigón. Este artículo ofrece una visión general de algunas de las oportunidades que ofrece el uso de polímero super absorbente (SAP) para lograr ese control. Partes del artículo proceden de una publicación anterior.

Cuando SAP se expone al agua, se hinchan y, cuando posteriormente se someten a secado, se encogen de forma reversible. Estas propiedades clave para el secado, se encogen de forma reversible. Las propiedades clave se pueden utilizar activamente en relación con el hormigón.

Influencia en la fuerza

Un SAP puede garantizar un curado de agua interno muy eficiente, que se define como "la incorporación de un agente de curado que sirve como depósito interno de agua, liberándolo gradualmente a medida que el hormigón se seca". 7 El curado interno de agua se ha utilizado durante décadas para promover la hidratación del cemento y controlar la contracción del hormigón

Desde el punto de vista de la fuerza, la adición de SAPs al hormigón tiene dos efectos opuestos: mientras que el SAP genera vacíos en el hormigón y por lo tanto reduce la resistencia, el curado interno de agua proporcionado por el SAP mejora el grado de hidratación y por lo tanto aumenta la fuerza. Cuál de estos dos efectos es dominante depende de la relación agua-cemento (p/c), la madurez del hormigón y la cantidad de adición de SAP. El efecto total parece describirse bien con los modelos existentes, como el concepto de relación gel-espacio. En particular, a un alto sin c (>0,45), la adición de SAP tiene muy poco efecto sobre la hidratación y, por lo tanto, generalmente reduce la resistencia a la compresión. A un p/c bajo (<0.45), SAP addition may increase the compressive strength. sap="" addition="" may="" increase="" the="" compressive=""></0.45), SAP addition may increase the compressive strength.>

Reducción de la contracción

La contracción del hormigón debido a la pérdida de agua en los alrededores es una causa bien conocida de agrietamiento tanto en el plástico como en el estado endurecido. Este tipo de agrietamiento se puede mitigar eficazmente ralentizando o evitando la pérdida de agua. Al actuar como una fuente de agua, los SAP pueden utilizarse potencialmente en relación con esto, pero estos tipos de contracción son básicamente fenómenos relacionados con la superficie y puede ser difícil enfocar la acción del SAP hacia esta interfaz. La contracción autógena es un fenómeno que está estrechamente relacionado con el hormigón de alto rendimiento. La contracción autógena puede provocar agrietamiento y afectar la fuerza, durabilidad y estética del hormigón. Este ha sido un desafío tecnológico que ha limitado el uso de hormigón de alto rendimiento. SAP añadido a una mezcla de hormigón durante la mezcla permite el control activo de las propiedades geométricas y termodinámicas de la fase de agua. El agua en las inclusiones SAP formadas es esencialmente agua libre, y el tamaño y la forma de las inclusiones se rigen por las partículas SAP inicialmente agregadas. Por lo tanto, el entrenamiento de agua puede considerarse una distribución de fase de agua diseñada.

Protección contra heladas

Los SAPs también pueden utilizarse como medio para diseñar la estructura porosa de materiales cementosos. Durante la hidratación del cemento, las partículas DE SAP se encogen y dejan vacíos llenos de gas. Esto se puede utilizar potencialmente para el entrenamiento de aire controlado para mejorar la resistencia a las heladas del hormigón. El método utilizado normalmente para el aire de engorde está conectado con una serie de dificultades tecnológicas significativas, incluyendo la carbonescencia de burbujas de aire en el hormigón fresco, la pérdida de aire durante la vibración o el bombeo, y los problemas de compatibilidad entre mezclas que entrenen el aire y mezclas de alta gama que reducen el agua. El uso de EAS ofrece la posibilidad de controlar activamente el aire entrenado en el hormigón endurecido, incluido el contenido total de aire, el espaciado de las burbujas de aire y el tamaño (e incluso la forma) de las cavidades individuales, nos referimos a esto como un entrenamiento aéreo de hormigón diseñado.

Modificación de la reología

La adición de SAP seco durante la mezcla da como resultado un cambio considerable en la reología del hormigón fresco si no se agrega agua adicional para compensar la absorción de SAP. Por ejemplo, con la absorción de agua de alrededor de 15 g/g de SAP seco, la adición de sólo un 0,4% de SAP en relación con el peso del cemento conducirá a una reducción del w/c libre en 0,06. Este cambio en w/c hará que la tensión de rendimiento se triplique y la viscosidad plástica aumente un 25% para el hormigón con un w/c inicial de 0,4. Además de este efecto de unión al agua pura, un aumento adicional en el estrés de rendimiento y viscosidad plástica será causado por la presencia física de las partículas DE SAP hinchadas. Si el efecto de engrosamiento causado por el SAP no es deseado, puede mitigarse mediante la adición de mezclas plastizantes. Por ejemplo, el efecto de engrosamiento asociado con la absorción de agua por parte del SAP puede ser particularmente útil para la concreción de mezcla húmeda, un proceso que puede tener una serie de dificultades tecnológicas. Para permitir que se bombee mezclas de hormigón normales, se necesita un desplome alto. Sin embargo, para minimizar el rebote y permitir un espesor de acumulación adecuado durante la concreción, se necesita un desplome bajo. En la práctica, el productor del hormigón puede necesitar equilibrarse en una hoja de cuchillo y mantener el desplome en 80 mm (3 en.). Además de ejercer un control preciso de la caída de hormigón fresco, normalmente es necesario añadir una mezcla que acelera el ajuste en la boquilla. Desafortunadamente, la mezcla que acelera el conjunto conduce a reducciones marcadas en la fuerza de compresión a largo plazo. El concepto de usar SAPs para ajustar el desplome de la shotcrete de mezcla húmeda ha sido probado en la práctica. Sap seco se añadió a la boquilla y su rápida absorción de agua se demostró para crear un cambio de viscosidad durante la colocación, lo que permitió la acumulación de capas gruesas sin el uso de mezclas de ajuste acelerado. Este último beneficio es particularmente intrigante porque es muy difícil controlar el entrenamiento aéreo de la superficie de disparo colocada. A medida que se coloca shotcrete, se producirán cambios importantes en la estructura del vacío de aire si se basa en una mezcla normal entrenada por aire. Con los SAP, sin embargo, es posible diseñar con precisión la estructura final de vacío de aire, que no se verá afectada por el procedimiento de bombeo y colocación.


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