Influencia de aditivo aireante combinado con macrofibras de polipropileno en hormigones de alta resistencia frente al spalling
No Thumbnail Available
Date
2026-07-08
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
This experimental study analyzes the influence of an air-entraining admixture (AEA) combined with polypropylene macrofibers on the behavior of high-strength concrete subjected to spalling under high temperatures. Seven mix designs (D1–D7) were developed with different air-entraining contents (0.03% and 0.07%) and fiber dosages (1 and 3 kg/m³), producing a total of 105 specimens exposed to temperatures of 20°C, 100°C, 300°C, 700°C, and 1200°C for 3 hours. The results showed that mass loss increases with temperature, reaching values of 20.2% in the control mix at 1200°C, while modified mixtures reduced this value to 11.2%, demonstrating improved thermal stability. Regarding compressive strength, an initial increase was observed at 100°C (up to 136%), followed by a proportional decrease at 300°C, and a significant reduction at 700°C, with values ranging between 21% and 32%. At 1200°C, mixes without fiber exhibited complete failure (0.00 MPa), whereas those incorporating fibers retained residual strength of up to 6.69 MPa. Additionally, spalling was more severe in conventional concrete, while mixtures with AEA and fibers showed reduced disintegration and cracking. It is concluded that their combination helps reduce internal vapor pressure, improve structural integrity, and enhance the residual strength of concrete under extreme thermal conditions.E
Description
El presente trabajo experimental analiza la influencia del aditivo aireante (AEA) combinado con macrofibras de polipropileno en el comportamiento de hormigones de alta resistencia frente al spalling bajo altas temperaturas. Para ello, se diseñaron siete dosificaciones (D1–D7) con diferentes contenidos de aditivo aireante (0.03% y 0.07%) y fibras (1 y 3 kg/m³); se elaboró un total de 105 probetas sometidas a temperaturas de 20°C, 100°C, 300°C, 700°C y 1200°C durante 3 horas. Los resultados evidenciaron que la pérdida de masa aumenta con la temperatura, alcanzando valores de 20.2% en la dosificación patrón a 1200 °C, mientras que las mezclas modificadas reducen este valor hasta 11.2%, demostrando una mayor estabilidad térmica. En cuanto a la resistencia a la compresión, se observó un incremento inicial a 100 °C (hasta 136%); a 300 °C, la caída de resistencia disminuyó proporcionalmente, tanto que a 700 °C los valores de resistencia bajaron entre 21% y 32%. Por otro lado, a 1200 °C, las mezclas sin fibras presentaron falla total (0.00 MPa), mientras que las que incorporaron fibras conservaron resistencia residual de hasta 6.69 MPa. Adicionalmente, el spalling fue más severo en el hormigón convencional, mientras que las mezclas con AEA y fibras mostraron menor desagregación y fisuración. Se concluye que su combinación permite reducir la presión interna de vapor, mejorar la integridad estructural y aumentar la resistencia residual del hormigón frente a condiciones térmicas extremas.
Keywords
SPALLING, HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA, ADITIVO AIREANTE, FIBRAS DE POLIPROPILENO, ALTAS TEMPERATURAS
Citation
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil