Hormigón autoRreparable con bacterias y reforzado con fibras naturales: Principios y aplicaciones en Ecuador

Guadalupe Sierra Beltran, Walter Mera Ortiz, Henk M. Jonkers

Resumen


Durante su vida útil, las estructuras de hormigón sufren agrietamientos por diversas causas. A través de las grietas, oxígeno, agua, cloruros y otros agentes agresivos pueden penetrar para detrimento de la durabilidad del hormigón, de su comportamiento y de su vida útil. El hormigón posee una capacidad innata de reparación. Sin embargo, esta capacidad es limitada y dependiendo de las condiciones ambientales a las que se exponga el material y a su composición, el tamaño de grietas que pueden ser auto-reparadas será de máximo 0.6 mm. En la Universidad Tecnológica de Delft se ha investigado el uso de bacterias en el hormigón, a fin de incrementar la capacidad de reparación mediante el uso de precipitación microbiana inducida (conocida como MIP por sus siglas en inglés). Este método se basa en la precipitación localizada de carbonatos de calcio (CaCO3) inducida por actividad bacteriana. El principio de MIP en grietas en hormigón fue probado en laboratorio y luego aplicado al desarrollo de diversos materiales autorreparables. En este trabajo se describen los principios de la MIP y la aplicación de hormigón autorreparable reforzado con fibras naturales en canales de irrigación en la provincia de Tungurahua, Ecuador. Esta fue la primera aplicación en el mundo de un hormigón autorreparable con bacterias.

Palabras clave


hormigón; autorreparación; bacterias; fibras.

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Referencias


Ahn, T.H., Kishi, T. (2009) Crack healing behaviour of cementitious composite materials incorporating geomaterials. En S.White y I. Bond (eds), 2da Conferencia Internacional de Materiales Autoreparables; Memorias. Chicago, 28 Junio-1 Julio.

Ahn, T.H., Kishi, T. (2010) Crack self-healing behaviour of cementitious composites incorporating various mineral admixtures. Journal of Advanced Concrete Technology 8(2): 171-186.

Barros Cabezas, J. (2008) Hormigón reforzado con fibras vegetales. Tesis de grado, Universidad Católica de Santiago de Guayaquil, Ecuador. Bentur, A., Mindness, S. (2007) Fibre reinforced cementitious composites. New York: Taylor and Francis.

De Rooij, M.R, et al. (ed.) (2013) Self-healing phenomena in cement-based materials. Amsterdam: Springer Netherlands.

Dhami, N.K., Reddy, S.M., Mukherjee, A. (2012) Biofilm and microbial applications in biomineralized concrete. En: Seto, J. (ed), Advanced topics in biominerazilation: 137-167. Rijeka: En Tech.

Edvarsen, C. (1999) Water permeability and autogenous healing of cracks in concrete. ACI Materials Journal 96 (4): 448-454.

Huang, H., Ye, G. (2011) Application of sodium silicate solution as self-healing agent in cementitious materials. En Leung, C. (ed), Conferencia Internacional en Avances en Materiales de Construcción a través de la Ciencia y la Ingeniería; Memorias. Hong Kong, 5-7 Septiembre. Rilem.

Huang, H. (2014) Thermodynamics of autogenous self-healing in cementitious materials. Tesis de Doctorado, Universidad Tecnologica de Delft, Holanda.

Jonkers, H.M. et al. (2010) Application of bacteria as self-healing agent in the development of sustainable concrete. Ecological Engineering 36: 230-235.

Jonkers, H.M. (2011) Bacteria-based self-healing concrete. Heron 56: 1-12.

Kim, J.S., Schlangen, E. (2011) Self-healing in ECC stimulated by SAP under flexural cyclic load. En I. Bond y R. Varley (eds), 3era Conferencia Internacional de Materiales Autorreparables; Memorias. Bath, 27- 29 Junio.

Mera Ortiz, W. 2011. Comportamiento sísmico de paredes de mampostería con refuerzo artificial y natural nometálico (in Spanish). Guayaquil: Universidad Católica de Santiago de Guayaquil.

Neville, A.M. (2002) Autogenous healing – A concrete miracle? Concrete International 24 (11): 76-82.

Palin, D., Wiktor, V., Jonkers, H.M. (2015) Autogenous healing of marine exposed concrete: Characterization and quantification through visual crack closure. Cement and Concrete Research, 73: 17-24.

Pelletier, M. et al. (2010) Self-healing concrete with a microencapsulated healing agent. Online.

Qian, S. et al. (2009) Self-healing behavior of strain hardening cementitious composites incorporating local waste materials. Cement & Concrete Composites 31: 613-621.

Schlangen, E., Joseph, C. (2009) Self-healing processes in concrete, in S.K. Gosh (eds), Self-healing materials: Fundamentals, design strategies, and applications, 141-182. Weinheim: WILEY-VCH verlag GmbH &Co, JGaA.

Sierra Beltrán, M.G. (2011) Ductile Cement-Based Composites with Wood Fibres. Tesis de Doctorado, Universidad Tecnológica de Delft.

Sierra Beltrán, M.G., Jonkers, H.M., Mera Ortiz, W. (2013) Concrete with Abaca fibres and bacteria to improve sustainability and performance of irrigation Canals in Ecuador. En R. Fangeuiro (ed) Conferencia Internacional de Fibras Naturales, Memorias. Guimaraes, 9-11 Junio.

Sierra Beltrán, M.G., Jonkers, H.M., Schlangen, E. (2014a) Characterization of sustainable bio-based mortar for concrete repair. Construction and Building Materials 67: 344-352.

Sierra Beltrán, M.G., Jonkers, H. M., Schlangen, E. (2014b) Performance of SHCC with bacteria for concrete patch repair. En: Forde M.C. (ed), Fallas Estructurales y Reparación; Memorias. Londres, 6-8 Julio.

Snoeck, D. et al. (2012) The use of superabsorbent polymers as a crack sealing and crack healing mechanism in cementitious materials. En Alexander, A. et al. (eds), 3era Conferencia Internacional en Reparación, Rehabilitación y Reconversión de Hormigón; Memorias. Cd del Cabo, 3-5 Septiembre. Leiden: Balkema.

Spanka, R., Fritze, D. (1993) Bacillus cohnii sp. nov. , a new obligately alkaliphilic, oval-spore-forming bacillus species with ornithine and aspartic acid instead of diaminopimelic acid in the cell wall. International Journal of Syst Bacteriol 43(1): 150-156.

Van Tittelboom, K. et al. (2010) Use of bacteria to repair cracks in concrete. Cement and Concrete Research 40: 157-166.

Wang, J. (2013) Self-healing concrete by means of immobilized carbonate precipitating bacteria. Tesis de Doctorado, Universidad de Gantes, Bélgica.

Wiktor, V., Jonkers, H.M. (2011) Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete. Cement & Concrete Composites 33: 763-770.

Yang, Y., Lepech, M.D., Yang, E. Li, V.C. (2009) Autogenous healing of engineered cementitious composites under wet-dry cycles. Cement and Concrete Research 39: 382-390.




DOI: https://doi.org/10.23878/alternativas.v17i3.229

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