Evaluación de las propiedades físico-mecánicas del concreto reforzado con PRFV y acero convencional expuesto al agua de mar

Abstract

La corrosión del acero en ambientes agresivos y la escasez de agua potable son desafíos importantes en la construcción a nivel mundial y aunque el Polímero Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV) ha sido utilizado en otros sectores desde hace varias décadas su uso en la construcción es reciente en países como Estados Unidos y Canadá, en otras investigaciones han explorado los efectos del agua de mar en el concreto y comportamiento del PRFV de manera independiente; sin embargo, en el Perú actualmente no se utiliza el PRFV como refuerzo del concreto, y el uso del agua de mar en la preparación del concreto es restringido puesto que no está permitido en el concreto armado de acuerdo con el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). En este sentido, el objetivo fue evaluar las propiedades físico–mecánicas del concreto armado utilizando agua de mar del Callao como reemplazo del agua potable en la elaboración del concreto (a/c = 0.50) reforzado con PRFV de ∅3/8” Grado 60 con recubrimiento arenado, expuestos al agua de mar. Se utilizaron dos tipos de mezclas de concreto empleando agua potable y agua de mar, junto con cemento Portland Tipo GU, la cual es para uso general. Las muestras fueron expuestas al agua de mar a 60°C. Se recopilaron datos en intervalos de 30, 60, 90 y 120 días de exposición. Los resultados mostraron que el PRFV de ∅3/8” Grado 60 presentó una resistencia a la tracción de hasta un 201.84% mayor a la del acero de ∅3/8”. El uso de agua de mar del Callao no afectó significativamente las propiedades del concreto excepto el tiempo de fragua, que disminuyó en un 37.31%. Los resultados obtenidos en el concreto fresco son respaldados y corroborados por estudios previos, como los realizados por Younis et al. (2019). Además, el concreto con agua de mar mostró aumentos significativos en la resistencia a la compresión, con incrementos del 9.68% al 17.61% en diferentes períodos dentro de los 120 días. Las vigas reforzadas con PRFV (∅3/8” Grado 60) no experimentaron reducciones en la carga máxima a la flexión después de 120 días de exposición, ocurriendo de la misma forma en las vigas reforzadas con acero (∅3/8” Grado 60) bajo las mismas condiciones de exposición. El uso de agua de mar en la elaboración de concreto reforzado con PRFV (3/8” Grado 60) es una alternativa podría ser implementada en ambientes marinos, no obstante, se sugiere realizar estudios a largo plazo para evaluar su comportamiento y tomar medidas de protección adecuadas, de ser necesarias.

Steel corrosion in aggressive environments and shortage of drinking water are major challenges in construction worldwide and although Fiberglass Reinforced Polymer (GRP) has been used in other sectors for several decades, its use in construction is recent in countries such as the United States and Canada, other research has explored the effects of seawater on concrete and the behavior of GRP independently; However, in Peru, GRP is not currently used as concrete reinforcement, and the use of seawater in the preparation of concrete is restricted since it is not permitted in reinforced concrete according to the National Building Regulations (RNE). In this sense, the objective was to evaluate the physical- mechanical properties of reinforced concrete using seawater from Callao as a replacement for drinking water in the production of concrete (w/c = 0.50) reinforced with ∅3/8” GRP Grade 60 with sandblasted coating, exposed to seawater. Two types of concrete mixtures were used, using potable water and seawater, together with Portland cement Type GU, which is for general use. The samples were exposed to seawater at 60°C. Data were collected at intervals of 30, 60, 90 and 120 days of exposure. The results showed that the ∅3/8” Grade 60 GRP presented a tensile strength of up to 201.84% higher than that of ∅3/8” steel. The use of seawater from Callao did not significantly affect the properties of the concrete except for the setting time, which decreased by 37.31%. The results obtained in the fresh concrete are supported and corroborated by previous studies, such as those carried out by Younis et al. (2019). Furthermore, seawater-infused concrete showed significant increases in compressive strength, with increases from 9.68% to 17.61% at different periods within the 120 days. GRP reinforced beams (∅3/8” Grade 60) did not experience reductions in maximum flexural load after 120 days of exposure, the same occurring in the beams reinforced with steel (∅3/8” Grade 60) under the same exposure conditions. The use of seawater in the production of GRP reinforced concrete (3/8” Grade 60) is an alternative that could be implemented in marine environments, however, long-term studies are suggested to evaluate its behavior and take adequate protection measures, if necessary.