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El hormigón sigue siendo uno de los materiales fundamentales para la construcción en todo el mundo, también en España. Diversas investigaciones han desarrollado en los últimos años compuestos más fuertes gracias a un popular ingrediente o con propiedades únicas, como el almacenamiento de energía, pero sigue existiendo una asignatura pendiente: un material capaz de reparar de manera fácil y rápida las grietas y otros daños estructurales de los edificios.
Es algo que podría haber evitado algunas de las devastadoras consecuencias del reciente terremoto en Marruecos o haberle ahorrado a Rishi Sunak, primer ministro británico, el escándalo de esta semana con los más de 150 colegios cerrados en Inglaterra por peligro de derrumbe. Estos centros educativos fueron construidos con hormigón celular curado en autoclave (RAAC, en sus siglas en inglés), un material de construcción muy común hace décadas que se ha utilizado en techos, paredes, suelos y revestimientos pese a sus nefastos resultados a la hora de garantizar la seguridad.
Lo que se busca actualmente es mejorar el diseño y producción de materiales de reparación del hormigón más duraderos, resistentes y baratos que los existentes para hacer frente a este tipo de situaciones. Es lo que ha hecho un equipo de investigadores argelinos, que acaban de publicar un artículo en Journal of Materials in Civil Engineering detallando la creación de un nuevo tipo de hormigón de arena autocompactante (SCSC) muy líquido y "excepcionalmente eficaz para reparar zonas estrechas" o de difícil acceso.
Reparar estructuras
El aumento en las últimas décadas en la rehabilitación de edificios de hormigón dañados conlleva la necesidad de nuevas estrategias y materiales para prolongar la vida útil de sus estructuras. No sólo por la cuestión práctica de mantener lo ya construido, sino también medioambiental, por "el impacto negativo que la demolición de estructuras dañadas y la construcción de nuevas estructuras podrían tener", reflexionan en su estudio los investigadores de la Universidad de Ciencias y Tecnología y el Laboratorio de Materiales de la Escuela Politécnica Nacional Maurice Audin de Orán (Argelia).
En los últimos años se han propuesto soluciones de todo tipo, desde materiales poliméricos y resinosos hasta otros a base de cemento, para la reparación de estructuras de hormigón, que ya se están utilizando para rehabilitar cientos de edificios. Sin embargo, los ingenieros siguen echando en falta un material de reparación cementoso capaz de solucionar los problemas que surjan en secciones muy estrechas o con formas geométricamente complejas.
Para ponerle remedio, los científicos argelinos han trabajado en desarrollar un novedoso hormigón SCSC que puede ser clave para reforzar estructuras de ingeniería civil y reparar grietas en sustratos de hormigón ordinario. Su principal objetivo era fabricar un material capaz de reunir características como una excelente fluidez, una óptima estabilidad y una aceptable resistencia de adherencia. Además de los materiales habituales para obtener hormigón, incluyeron un ingrediente clave: MEDAFLOW 30, un superplastificante (SP) altamente reductor de agua basado en policarboxilato de éter y un contenido en sólidos del 30%.
Además, utilizaron un nuevo método de vertido para la aplicación de las capas de reparación y nueve composiciones distintas de SCSC, sometidas a diferentes pruebas para comprobar su fluidez de asentamiento, la capacidad de paso y su resistencia a la compresión. Además, determinaron el volumen de poro permeable y la absorción de agua mediante ensayos de inmersión.
Pruebas de resistencia
Las pruebas de resistencia a la compresión, las más decisivas de las que llevaron a cabo, se evaluaron en tres momentos diferentes, pasados 7, 28 y 90 días desde la mezcla, con el fin de determinar las características físicas y mecánicas del hormigón ordinario y las del SCSC por separado. También se estudió la resistencia de adherencia con un ensayo de rotura por tracción y otro de arrancamiento del hormigón, que dieron resultados muy favorables, especialmente en lugares delgados y estrechos.
En concreto, este nuevo material mostró una resistencia a la compresión de más de 70 megapascales (MPa) y una resistencia a la tracción superior a 3 MPa. Para tener una referencia, cualquier producto de hormigón con un MPa mayor de 41 se considera de "alta resistencia", y se puede utilizar para grandes proyectos como puentes o edificios de gran altura.
La principal ventaja de este nuevo tipo de hormigón es su gran fluidez, por lo que es fácil de trabajar con él y por su capacidad para fluir a través de elementos fuertemente reforzados y 'rellenar' así las posibles grietas de una estructura dañada. "El SCSC es excepcionalmente eficaz para reparar zonas estrechas, como la intersección de elementos de hormigón armado donde se solapan las armaduras, y para fijar secciones por debajo de superficies horizontales, como tableros de puentes y otras estructuras similares", señalan los científicos argelinos en su estudio.
Además, los ingredientes utilizados para la fabricación de este hormigón de arena autocompactante, como son el agua, la arena fina natural, áridos reciclados y arena recuperada de residuos calizos, están disponibles en casi todas partes y no son caros. Eso lo hace fácil de fabricar sin un coste excesivamente elevado. "Los resultados y el método utilizado para reparar y evaluar las capas de hormigón pueden ser de gran ayuda para arquitectos, ingenieros y profesionales interesados en el desarrollo y el uso de materiales de reparación a base de cemento", concluyen los autores del artículo.
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