Efecto de las fibras en el autosanado de un Hormigón de Ultra Altas Prestaciones

Abstract

Ultra High-Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC) is known for its enhanced self-healing abilities, attributed to its low water-to-cement ratio, high content of un-hydrated cement particles, and multi-cracking pattern. This study investigates the effect of different fiber types and contents on UHPFRC self-healing. Two UHPFRC mixes were evaluated: one with 65/35 3D steel fibers in a dosage of 40 kg/m³ and another with short straight-shaped steel fibers (13/0.2) in a dosage of 160 kg/m³. The self-healing performance was evaluated through crack closure and water permeability. In addition, resistance to chloride penetration was evaluated in healed cracks. Pre-cracked disk specimens with cracks between 100-450 μm were subjected to two healing conditions: water immersion at 20°C and exposure to a humidity chamber (20°C, 95% RH). The mix with higher fiber content (U160) obtained superior crack closure and healing efficiency, particularly under water immersion. For cracks smaller than 150 μm, U160 achieved nearly complete healing, while U40 achieved limited healing efficiency. In addition, water permeability and chloride penetration tests revealed that the U160 mix offered higher resistance to water and chloride penetration, emphasizing the role of fiber content and crack pattern in improving the self-healing and durability of UHPFRC.El hormigón de ultra altas prestaciones reforzado con fibras (UHPFRC) es conocido por sus capacidades mejoradas de autosanado, atribuidas a su baja relación a/c, alto contenido en partículas de cemento sin hidratar y un patrón de fisuración múltiple. Este estudio investiga el efecto de diferentes contenidos y tipos de fibras en las capacidades de autosanado del UHPFRC. Se evaluaron dos amasadas de UHPFRC: una con 40 kg/m³ de fibras de acero 3D 65/35 y otra con 160 kg/m³ de microfibras de acero (13/0.2). La capacidad de autosanado se evaluó mediante el cierre de fisuras y permeabilidad al agua. Además, se estudió la resistencia a la penetración de cloruros en los elementos tras el autosanado. Las probetas ensayadas con fisuras entre 100-450 μm fueron sometidos a dos condiciones de sanado diferentes: inmersión en agua a 20°C y cámara de humedad (20°C, 95% RH). La serie con mayor contenido de fibra (U160) obtuvo una capacidad de autosanado superior, tanto en cierre de fisura como en permeabilidad, especialmente para probetas sanadas en inmersión en agua. Para fisuras por debajo de 150 μm, la serie U160 logró un autosanado casi completo, mientras que la mezcla U40 obtuvo una eficiencia limitada. Tras el proceso de autosanado, la serie U160 obtuvo mayor resistencia frente a la penetración de agua y cloruros, resaltando el papel del contenido de fibras en la mejora de la autosanado y durabilidad del UHPFRC