Estudio de la sensibilidad a su propia deformación de escorias de alto horno reforzadas con fibra de carbono

Resumen

El desarrollo de materiales compuestos de matriz cementicia de alta resistencia fue capaz de conseguir grandes prestaciones mecánicas sin necesidad de emplear cemento Portland. Para tal fin, la activación alcalina surgió como alternativa de producción de estos materiales, empleando residuos industriales como las escorias de alto horno, reduciendo así el impacto ambiental asociado a la producción del clincker. El principal problema que presenta este tipo de compuestos es su gran retracción por secado, que habitualmente requiere del empleo de aditivos reductores de retracción para garantizar su integridad. Paralelamente, el uso de fibras como adición en la fabricación también ha resultado útil como agente controlador de la retracción (fig. 1). En el caso particular de emplear fibras conductoras de la electricidad en la mezcla (como son las fibras de carbono), además de mejoras en las prestaciones mecánicas del compuesto, lo transforma en un material conductor estableciéndose así la posibilidad de realizar funciones distintas de su función estructural, por ejemplo su uso como ánodo en la extracción electroquímica de cloruros o la percepción de deformaciones. Dicha capacidad de ser sensibles a su propia deformación, que presentan estos materiales reforzados con fibras de carbono, ya ha sido extensamente estudiada en matrices de cemento Portland. Sin embargo el empleo de escorias de alto horno activadas alcalinamente puede generar materiales con mayor sensibilidad a su deformación. El objetivo principal del presente trabajo es comprobar la influencia del grado de saturación en la sensibilidad a su propia deformación de escorias de alto horno reforzadas con fibras de carbono. Además, previamente se ha planteado un estudio de caracterización mecánica de estos materiales, para seleccionar la dosificación que se probará como sensor de deformación. En el estudio de caracterización se comprobó que la adición de fibras de carbono es proporcional a la mejora de la resistencia a flexión (incrementos de hasta 5 veces respecto del material sin fibra), y la reducción de la retracción por secado (fig. 1). Por otra parte, se realizaron ensayos de compresión, con ciclos de carga y descarga, mientras se controlaba la variación de la resistencia eléctrica del material, para posteriormente correlacionarla con el nivel de deformación sufrido por las probetas (fig. 2). En este caso, la relación entre deformación y resistividad mejoró al reducir el contenido de humedad del material, encontrándose para un grado de saturación del 46% la sensibilidad máxima, que se reflejó en un factor de galga de 324.