Tabla 1: Comparación de las propiedades de los materiales del concreto ordinario, concreto de alto desempeño y concreto de ultra alto desempeño (hormigón en polvo reactivo) Resistencia a la compresión del concreto ordinario NSC Concreto de alto desempeño HPC Concreto de ultra alto desempeño UHPC (MPa) 20-40 40-96 170-227 agua Relación de pegamento 0.40-0.70 0.24-0.35 0.14-0.27 Resistencia a la tracción de división cilíndrica (MPa) 2.5-2.8-6.8-24 Tamaño máximo de partícula del agregado (mm) 6544 20-62 Permeabilidad al aire K (40°C en K (24 horas) ( mm) 3x1000 Absorción de agua (225 horas) (kg/mm) 2x 10 2,4x 10 3,5x 10 Coeficiente de difusión de iones cloruro (difusión en estado estacionario) (mm/s) 1x 10 4,9x 10 2x 10 Dióxido de carbono 1 Erosión superficial Cantidad 0,08 Cantidad de erosión superficial 0,01 Relación de Poisson 0,1-0,21-0,19-0,24 Coeficiente de fluencia, Cu 2,35 1,6-1 La teoría de diseño del hormigón de rendimiento ultraalto con 155 contenido de aire de 4-8 2-4 0 es la teoría de acumulación máxima de partículas. Las partículas de diferentes tamaños forman el relleno más denso en la proporción óptima, es decir, las partículas de tamaño milimétrico (agregado) se llenan con partículas de tamaño micrométrico (cemento, cenizas volantes, polvo de mineral) y los espacios entre micrones. Las partículas de tamaño micrométrico están llenas de partículas de tamaño submicrónico (humo de sílice). Ya en 1931, Anderson estableció la teoría de la densidad máxima de empaquetamiento. Sin embargo, no fue hasta finales de la década de 1970 que se desarrolló la primera generación de partículas ultraaltas. El hormigón de alto rendimiento diseñado y preparado por este modelo nació en el Laboratorio IET Cement Ogbeton en Aalborg, Dinamarca, conocido como CRC (Compact Reinforced Composite). Las propiedades mecánicas del CRC son básicamente las mismas que las del UHPC actual, y sus máximas. La resistencia a la compresión supera los 400 MPa. Utiliza bauxita sinterizada como agregado y agrega fibra de acero para mejorar la tenacidad del material, por lo que se denomina "material compuesto". Restringido por el rendimiento de los agentes reductores de agua de alta eficiencia en ese momento, CRC o. Los primeros UHPC eran relativamente viscosos, difíciles de vibrar y compactar, y no eran convenientes para la aplicación de fundición in situ. En la década de 1990, se llevaron a cabo proyectos de investigación cooperativos en Europa y también se llevaron a cabo investigaciones relacionadas en todo el mundo. Este material recibió un nuevo nombre "Concreto en polvo reactivo, conocido como RPC". La razón por la que se formó "UHPC" en este siglo es porque, en comparación con los primeros CRC o RPC, con la mejora de la teoría del diseño. Con la aparición de agentes reductores de agua de alta eficiencia (serie de ácido policarboxílico) y el avance de la tecnología de preparación, este material tiene el rendimiento de construcción del concreto ordinario, puede incluso lograr autocompactación y puede curarse a temperatura ambiente, lo que lo convierte en adecuado para aplicaciones generalizadas
Las diferencias entre el UHPC y el hormigón ordinario o el hormigón de alto rendimiento incluyen: no se utiliza agregado grueso, se debe utilizar humo de sílice y fibra (fibra de acero o fibra orgánica compuesta), la cantidad. de cemento es grande y la relación agua-cemento es muy baja. La composición de UHPC se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2: Composición básica del hormigón de ultra alto rendimiento UHPC kg/m wt Cemento Portland (tipo V) 700-1010 27,0-38,0 Humo de sílice 230-320 8,5-9,5 Arena de cuarzo molida 0-230 0,0 -8,0 arena fina 760-1050 39,0-41,0 fibra metálica (~ 0,2x6558) Por lo tanto, el UHPC es especialmente adecuado para puentes de luces largas, estructuras a prueba de explosiones (ingeniería militar, bóvedas de bancos, etc.) y estructuras de paredes delgadas, como así como ambientes de alto desgaste y corrosión. En la actualidad, el UHPC se ha aplicado en algunos proyectos prácticos, como puentes peatonales de gran luz, puentes de autopistas y ferrocarriles (ver ejemplos en la Tabla 3), silos de paredes delgadas, tanques de residuos nucleares, placas de refuerzo de anclaje de cables de acero, protectores de cajeros automáticos. conchas, etc Se puede esperar que haya cada vez más aplicaciones.
Tabla 3: Composición y propiedades del hormigón del primer puente de carretera UHPC de Francia. Composición Materiales kg/m Rendimiento Cemento Portland 1114 Asentimiento Fluidez 630~640 mm Humo de sílice 169 28d Resistencia a la compresión característica (fck).
175 MPa 0-6 mm agregado 1072 28d resistencia a la tracción característica (ftk) 8 MPa fibra: 0,3 mm de diámetro La relación agua/material cementante/m es 0,19. Referencia: Actas del 3er Simposio Internacional sobre Computación de Alto Rendimiento: 6-9-22 de octubre de 2003, Orlando, Florida.