Prolongando la vida útil de las estructuras de hormigón

El Instituto de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción de Corea (KICT) ha anunciado la elaboración de un método eficaz de fortalecimiento estructural que utiliza una rejilla textil de carbono no combustible y mortero de cemento, que puede duplicar la capacidad de carga de las estructuras de hormigón estructuralmente deficientes y triplicar su vida útil.

Más del 90% de las infraestructuras de Corea del Sur, como puentes y túneles, así como edificios residenciales, se construyeron inicialmente con hormigón. Para las estructuras de hormigón deterioradas o estructuralmente deficientes que necesitan un refuerzo estructural, se suelen aplicar láminas de fibra de carbono a la superficie mediante adhesivos orgánicos. Sin embargo, los adhesivos orgánicos son susceptibles al fuego y no pueden aplicarse a estructuras con superficies húmedas. Estas láminas de fibra de carbono pueden desprenderse y caer de la estructura si se exponen a la humedad.

Un equipo de investigación del KICT, dirigido por el Dr. Hyeong-Yeol Kim, ha desarrollado un método de refuerzo eficaz y eficiente para las estructuras de hormigón deterioradas. Con el método desarrollado, se utilizan finos paneles de mortero prefabricado reforzado con tejidos (TRM), que están hechos de una rejilla textil de carbono y una fina capa de mortero de cemento. Además, el método de refuerzo por TRM puede aplicarse in situ. Utilizando el método del KICT, los paneles de TRM de 20 mm de espesor se fijan a la superficie de la estructura existente, y luego el espacio entre la estructura existente y los paneles se rellena con grout, sirviendo este como adhesivo.

Prueba de fallo de una losa de hormigón reforzada con un panel TRM. (Foto: Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT))

Tanto el textil de carbono como el mortero de cemento son materiales incombustibles de alta resistencia al fuego, lo que significa que pueden utilizarse eficazmente para reforzar edificios de hormigón que pueden estar expuestos a riesgos de incendio. El método de construcción también puede aplicarse a superficies húmedas, así como en invierno, y los paneles no se caen ni siquiera en caso de entrada de agua. Además, a diferencia de las barras de refuerzo de acero, el tejido de carbono no se corroe, por lo que puede utilizarse eficazmente para reforzar las instalaciones de carreteras y edificios de aparcamiento, donde se suelen utilizar agentes descongelantes, así como para reforzar las estructuras de hormigón en alta mar que están expuestas a un entorno rico en cloruros.

Una prueba realizada en el KICT indica que la carga de fallo de las estructuras de hormigón reforzadas con el panel TRC aumentó al menos 1,5 veces en comparación con la de una estructura no reforzada. Además, se ha evaluado la resistencia al cloruro del panel TRM para valorar su vida útil en un entorno rico en cloruro. La prueba de durabilidad y el análisis del panel de TRM indican que la vida útil del panel es de más de 100 años. Este aumento puede atribuirse al mortero de cemento, desarrollado por el KICT, que contiene un 50% de escoria de alto horno granulada molida, un subproducto industrial generado en las fundiciones. Este mortero de cemento, que tiene una mayor resistencia al fuego que el mortero de cemento convencional, también es ventajoso porque su costo es la mitad que el del mortero convencional. En términos de eficiencia económica, el nuevo método desarrollado puede reducir los costos de construcción en aproximadamente un 40% en comparación con los métodos de fijación de láminas de carbono existentes.

El nuevo método de fortalecimiento utiliza paneles delgados TRM que son muy versátiles y pueden utilizarse como fachadas de edificios, materiales de reparación y fortalecimiento, y en otras aplicaciones. En el futuro, si los paneles se pueden fabricar con aislantes térmicos, se espera que sustituyan a los materiales de aislamiento de los edificios que son susceptibles a los incendios.

El Dr. Kim dijo: "Para facilitar la producción y el envío, los paneles TRM se fabrican en un tamaño relativamente pequeño de 1 m por 2 m y deben ser conectados en el sitio de construcción. Actualmente se está desarrollando un método para conectar los paneles de forma efectiva, y las pruebas de rendimiento del método se llevarán a cabo a finales de 2020". (Fuente: NCYT Amazings)