Estudio del comportamiento frente al fuego del hormigón en masa con adición de nanofibras de carbono (cnfs) y su comparación con hormigones sin adición y con otras adiciones

• Autores: Rubén Serrano Somolinos
• Directores de la Tesis: Alfonso Cobo Escamilla (dir. tes.), María Isabel Prieto Barrio (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: María de las Nieves González García (presid.), Francisco González Yunta (secret.), Francisco Velasco López (voc.), María Segarra Cañamares (voc.), Asunción Bautista Arija (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Innovación Tecnológica en Edificación por la Universidad Politécnica de Madrid
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de la construcción
      • Tecnología del hormigón
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • En la actualidad la nanotecnología apunta a ser la herramienta que a corto plazo generará los nuevos adelantos en ingeniería y por ende será el principal motor del desarrollo de la sociedad. Los nanomateriales están ofreciendo importantes mejoras en el desarrollo de la tecnología, por ello, conocer su interacción con el hormigón frente a la acción de un incendio resulta de un importante atractivo. Conocidas las negativas consecuencias que se derivan en los incendios de los edificios, es importante mejorar los materiales que componen el hormigón y así optimizar su comportamiento frente a la agresión térmica, dando lugar a hormigones innovadores con características extremadamente superiores.

    Desde hace mucho tiempo, la incorporación de fibras en el hormigón ha sido una práctica llevada a cabo para mejorar el comportamiento del hormigón. En los últimos años, se han desarrollado mejoras y alcanzado resultados exitosos del comportamiento frente al fuego en el hormigón con la adición de fibras. Sin embargo, la aplicación de la nanotecnología en el hormigón frente a la acción de un fuego real no está experimentado. Por ello, y partiendo de estas premisas, en el presente trabajo de investigación se ha llevado a cabo el estudio del comportamiento frente al fuego del hormigón en masa con adición de nanofibras de carbono (CNFs) y su comparación con hormigones sin adición, con adiciones de fibras de polipropileno y de acero, e hibridación de CNFs con fibras polipropileno y de acero. Para ello, se han elaborado probetas de hormigón con las diferentes adiciones y porcentajes de adición, y se han sometido a los ensayos de exposición a fuego real, de resistencia a compresión, de conductividad térmica y del análisis microscópico.

    A partir del análisis de resultados, se puede concluir, que la adición de CNFs en el hormigón tradicional revierte en una mejora del efecto “spalling” y del comportamiento mecánico del hormigón frente al fuego, con un aumento de la ductilidad. Permite realizar diseños de hormigones con conductividades térmicas concretas en función de las necesidades existentes. Por otro lado, hay que destacar que los hormigones con adición hibridada de CNFs y fibras, presentan mayores resistencias y una mejor ductilidad después de una exposición al fuego, dando lugar a un mejor comportamiento mecánico del hormigón. De la misma manera sucede en hormigones con adición de fibras de polipropileno y fibras de acero, donde los resultados a cerca de las características mecánicas son altamente satisfactorios, convirtiéndose en una optimización del hormigón.

    Por tanto, el empleo de adición de nanofibras de carbono (CNFs) en el proceso de fabricación del hormigón, así como del uso de fibras e hibridación entre ellas, se convierte en una práctica que presenta ventajas competitivas respecto a las técnicas de construcción convencionales, siendo una buena alternativa al hormigón tradicional.