Efecto de los parámetros del proceso constructivo sobre la durabilidad de concretos impresos en 3D (3DPC)

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Resumen

La construcción impresa en 3D ha experimentado un crecimiento exponencial en la última década, acompañado de un ritmo acelerado de publicaciones científicas. La durabilidad de los concretos impresos en 3D (3DPC) ha cobrado especial relevancia en los últimos años, pues su anisotropía — Interlayer producto de su naturaleza básica de impresión capa tras capa — actúa como una junta fría que se manifiesta a escalas macro, meso y microestructural. Los Parámetros del Proceso Constructivo (PPC) son variables indispensables para la correcta impresión, la mayoría de ellos interdependientes entre sí, lo que complejiza su análisis, la importancia de su optimización y su efecto sobre la durabilidad es un campo poco abordado. La presente investigación tuvo por objetivo la evaluación del efecto de los PCC sobre durabilidad de los 3DPC, por medio de la evaluación de su desempeño mecánico (flexión y compresión) y su resistencia frente a mecanismos de degradación claves como la carbonatación y el ataque por sulfatos. Estudio que fue complementado con la evaluación de la resistencia a la penetración de fluidos y iones (absorción capilar de agua y resistividad eléctrica) y un análisis de la microestructura y morfología de poros (Porosimetría por intrusión de mercurio (PIM), microtomografía computarizada de rayos X (µXCT) y análisis SEM y BSE/EDS. Los resultados revelaron que la optimización de los PPC no solo incrementa su desempeño mecánico y durabilidad, sino que también puede superar el desempeño de los concretos moldeados convencionalmente, demostrando así una relación intrínseca entre el control de los procesos y el elemento constructivo final. (Texto tomado de la fuente)

Abstract

3D printed construction has experienced exponential growth in the last decade, accompanied by a rapid pace of scientific publications. The durability of 3D-printed concrete (3DPC) has become particularly relevant in recent years, as its anisotropy—interlayer resulting from its basic layer-by-layer printing nature—acts as a cold joint, that manifests itself at the macro, meso, and microstructural scales. The Construction Process Parameters (CPP) are essential variables for correct printing, most of which are interdependent, which complicates their analysis. The importance of their optimization and their effect on durability is a field that has been addressed little. The objective of this research was to evaluate the effect of CCPs on the durability of 3DPCs by assessing their mechanical performance (flexure and compression) and their resistance to key degradation mechanisms such as carbonation and sulfate attack. The study was complemented by an evaluation of resistance to fluid and ion penetration (capillary water absorption and electrical resistivity) and an analysis of the microstructure and pore morphology (mercury intrusion porosimetry, micro-X-ray computed tomography (µ-XCT), and SEM and BSE/EDS analysis). The results revealed that optimizing CPPs not only increases their mechanical performance and durability but can also outperform conventionally molded concrete, thus demonstrating an intrinsic relationship between process control and the final construction element.

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