Evaluación del tiempo de trabajabilidad y control del tiempo de fraguado en hormigones de ultra altas prestaciones (UHPC). Análisis de la influencia de los componentes, su dosificación y criterios de fabricación.

Abstract

[ES] El hormigón de ultra altas prestaciones (UHPC) ha revolucionado la industria de la construcción con sus propiedades mecánicas sobresalientes caracterizadas en alta durabilidad y resistencia. En este estudio se buscó evaluar la trabajabilidad y tiempos de fraguado del UHPC a través de modificaciones en la dosificación. Para lograr este objetivo, se realizaron modificaciones en una muestra base de UHPC, evaluando las propiedades mecánicas y reológicas resultantes de estos cambios. El propósito final fue identificar la influencia de los componentes analizados y de los criterios de fabricación en las propiedades fundamentales del UHPC. El programa experimental se enfocó en revisar el efecto de modificar la dosificación de áridos, aditivos y adiciones en la dosificación base del UHPC. Se emplearon ensayos específicos, como el Mini Slump y la Mesa de Sacudidas para medir parámetros relacionados con la trabajabilidad, y el ensayo de Vicat para los tiempos de fraguado, así como ensayos de compresión simple y flexo-tracción para evaluar propiedades mecánicas. Se destaca la propuesta de usar los tipos de ensayos de trabajabilidad para abordar dos condiciones representativas del mercado: la producción de concreto premezclado y fabricado in situ con puesta en obra inmediata. Se realizaron los ensayos bajo estas propuestas, consiguiendo adicionalmente identificar la influencia en la trabajabilidad de la agitación constante en el proceso de fabricación y transporte. Este aspecto se revela como una herramienta valiosa para optimizar la trabajabilidad y la fluidez del UHPC. Con esta investigación se logró identificar que el aumento de materiales cementantes aumenta la resistencia, pero disminuye la trabajabilidad requiriendo más aditivos para su conservación. Un aumento moderado en el contenido de agua mejora la trabajabilidad y la resistencia a la flexo-compresión. Reemplazar finos con arena de sílice prolonga la trabajabilidad. El uso adecuado de superplastificantes mejora la fluidez y las propiedades mecánicas. La agitación constante beneficia la trabajabilidad y la homogeneidad de la mezcla. Destaca la dosificación de la muestra obtenida con la reducción de la cantidad de harina de cuarzo. Los resultados constantemente altos en todas las pruebas indican que esta muestra merece una consideración seria y podría tener un impacto positivo, por lo cual se recomienda realizar estudios con producción de esta dosificación de UHPC a mayor escala.

[EN] Ultra-high-performance concrete (UHPC) has revolutionized the construction industry with its outstanding mechanical properties characterized by high durability and strength. This study sought to evaluate the workability and setting times of UHPC through modifications in the dosage. To achieve this objective, modifications were made to a UHPC base sample, evaluating the mechanical and rheological properties resulting from these changes. The final purpose was to identify the influence of the analyzed components and manufacturing criteria on the fundamental properties of the UHPC. The experimental program focused on examining the effect of modifying the dosages, aggregates, additives, and supplementary materials in the base mix design of UHPC. Specific tests were employed, such as the Mini Slump and Shaking Table tests to measure parameters related to workability, the Vicat test for setting times, and simple compression and flexural tests to assess mechanical properties. The proposal to use workability tests addressed two market-representative conditions: the production of precast concrete and on-site casting with immediate placement. The tests were conducted under these proposals, additionally identifying the influence of constant agitation in the manufacturing and transportation process on workability. This aspect emerges as a valuable tool for optimizing the workability and fluidity of UHPC. This research identified that an increase in cementitious materials enhances strength but decreases workability, necessitating additional additives for preservation. A moderate increase in water content improves workability and flexural-compressive strength. Substituting fines with silica sand extends workability. The proper use of superplasticizers enhances fluidity and mechanical properties. Constant agitation benefits workability and mixture homogeneity. Noteworthy is the dosage of the sample obtained with the reduction of quartz flour. Consistently high results in all tests indicate that this sample deserves serious consideration and could have a positive impact; therefore, studies with production at a larger scale are recommended.