Franz-Josef Ulm. (Foto: L. Barry Hetherington)
(NC&T) Los investigadores plantean que la fluencia del hormigón (el término técnico usado para la deformación que tiene lugar en el hormigón con el paso del tiempo cuando se le somete a cargas) es causada por el reordenamiento de las partículas en el ámbito nanométrico.
Por tanto, finalmente se ha logrado dar con el mecanismo de la fluencia del hormigón. No se puede evitar que la fluencia tenga lugar, pero si se logra disminuir la velocidad a la que ocurre, aumentará la durabilidad del hormigón y se prolongará la vida útil de las estructuras. Esta nueva investigación pone los cimientos para un nuevo y revolucionario concepto de la ingeniería del hormigón, un concepto que parte desde una perspectiva nanométrica.
Los resultados del nuevo estudio llegan en un momento en el que las autoridades estadounidenses apuestan fuerte por el hormigón de la mejor calidad posible para las infraestructuras de la nación. El resultado puede conducir al desarrollo de infraestructuras de hormigón capaces de durar cientos de años en lugar de sólo decenas, lo cual significará el ahorro de grandes cantidades de dinero y disminuirá las emisiones de CO2 relacionadas con el hormigón. Se calcula que de un 4 a un 8 por ciento del CO2 generado por las actividades humanas en todo el mundo procede de la industria del hormigón.
Franz-Josef Ulm, quien ha pasado casi dos décadas estudiando el comportamiento mecánico del hormigón y su componente principal, la pasta de cemento, se ha concentrado en la nanoestructura del material durante los últimos años.
En un estudio anterior, mostró que el bloque básico de construcción de la pasta de cemento en el ámbito nanométrico, el silicato cálcico hidratado (C-S-H por sus siglas en inglés), es granular de modo natural.
En la nueva investigación. Ulm y Matthieu Vandamme han averiguado que la fluencia del hormigón se produce cuando estas partículas nanométricas de C-S-H se reorganizan en estructuras de densidades alteradas; algunas partículas quedan aglomeradas sólo ligeramente mientras que otras lo hacen de manera mucho más prieta.
Los investigadores explican además que una tercera fase más densa de C-S-H puede ser inducida mediante la manipulación cuidadosa de la mezcla de cemento con otros materiales, por ejemplo, cierto residuo generado por la industria del aluminio. Estos materiales, al reaccionar químicamente, forman pequeñas partículas adicionales que se acomodan en los espacios entre los nanogránulos de C-S-H, espacios antes llenados con agua. Esto tiene el efecto de incrementar la densidad del C-S-H en un porcentaje de hasta el 87 por ciento, lo que impide en gran medida el desplazamiento de los gránulos de C-S-H con el paso del tiempo.
