Elaboración de concretos livianos estructurales mediante el uso de nanoplacas y poliestireno al 40% como reemplazo del agregado fino

Abstract

El sector de la construcción ha implementado un tipo de concreto liviano, que brinda ciertos beneficios a las estructuras. Estos están enfocados en mejorar el desempeño sísmico de las edificaciones y brindar la posibilidad de realizar construcciones considerables en terrenos con una baja capacidad portante. Sin embargo, la desventaja de este tipo de concreto es que, debido a su tipología, resulta obtener resistencias mecánicas bajas, que no permiten ser utilizados en la mayoría de los elementos estructurales. El propósito de este estudio es desarrollar un concreto liviano estructural utilizando nanoplacas de grafeno y poliestireno como sustitutos del 40% del agregado fino, y proporcionar una guía para su producción en cualquier parte del mundo. Se siguió una metodología experimental, fabricando probetas para evaluar la resistencia mecánica en compresión, tracción indirecta, flexión, relación de Poisson, módulo de elasticidad, densidad seca y densidad equilibrada del concreto. Además, se llevaron a cabo pruebas en el estado fresco, incluyendo el peso unitario y la consistencia, para analizar las propiedades en ese estado. La realización del diseño de mezcla fue siguiendo los parámetros establecidos en la norma ACI 211, determinando las cantidades del reemplazo de poliestireno y la adición de las nanoplacas de grafeno. Los porcentajes de nanoplacas añadidas a la mezcla fueron de 0.05%, 0.10% y 0.15%; en donde, el mejor comportamiento lo obtuvo el porcentaje de 0.10%, teniendo un aumento en las propiedades mecánicas de un 3% para la resistencia a la compresión, 17.9% en resistencia a la flexión, 30.30% en resistencia a la tracción indirecta, y 6.8% en módulo de elasticidad más en comparación a la mezcla patrón.