El nuevo material podría ser la respuesta a los problemas de infraestructura

"En comparación con el concreto típico, nuestro material ECC tiene una capacidad de deformación 300 veces mayor, más del doble de la resistencia a la flexión y una mayor resistencia a la compresión", dijo Gabriel Arce, investigador principal del Departamento de Administración de la Construcción de Bert S. Turner de LSU e investigador principal del proyecto ECC de LSU. "El costo de nuestro material es aproximadamente 2.5 veces el del concreto regular; el costo típico de ECC puede ser más de cuatro veces el del concreto regular.

"Sin embargo, si se tiene en cuenta la posibilidad de construir pavimentos con la mitad de espesor y la mayor productividad de la construcción debido a la capacidad de construir pavimentos sin juntas, el coste de los pavimentos con nuestro material ECC debería ser comparable al del hormigón tradicional. ECC tiene el potencial de proveer[Louisiana] con pavimentos de concreto más duraderos y confiables que pueden mitigar la necesidad de reparaciones recurrentes, ahorrando[al público] tiempo y dinero".

El nuevo y mejorado ECC ha estado más de un año en construcción. Después de graduarse con su doctorado en LSU, Arce presentó su propuesta para el proyecto, "Evaluación del Desempeño y Costo-Efectividad de Materiales Cementicios de Ingeniería (ECC) Producidos a partir de Materiales Locales de la Región 6" al Consorcio de Transporte de los Estados del Sur-Centro, o Trans-SET.

Trans-SET es una asociación de colaboración entre nueve instituciones principales y dos colegios comunitarios, liderados por LSU, y establecidos para abordar el deterioro acelerado de la infraestructura de transporte a través de "tecnologías de vanguardia, materiales novedosos y procesos innovadores de gestión de la construcción". Sus miembros son LSU, Arkansas State University, Baton Rouge Community College, Navajo Technical University, New Mexico State University, Oklahoma State University, Prairie View A&M University, Texas A&M University, University of New Mexico, University of Texas at Arlington y University of Texas at San Antonio.

Trans-SET financió el proyecto y las pruebas comenzaron en cuatro tipos diferentes de arena; dos tipos de materiales de goma de miga reciclada; cinco tipos diferentes de fibra; y tres tipos diferentes de cenizas volantes, que son un subproducto de la combustión del carbón y pueden ser utilizadas para reemplazar parcialmente al cemento en los materiales de concreto. Una vez que el equipo se decidió por las materias primas, se evaluaron varias mezclas de ECC para determinar la resistencia a la compresión, la resistencia a la tracción, la capacidad de deformación, el rendimiento de flexión, la trabajabilidad y el rendimiento de agrietamiento. Éstos se refinaron en base a los resultados de las pruebas y se evaluaron más a fondo.

Al final, Arce y su equipo se decidieron por los siguientes ingredientes:

Un tipo de fibra de PVA fácilmente disponible en el mercado estadounidense. No posee el recubrimiento de aceite que se usa típicamente en las fibras de PVA para la aplicación de ECC, pero reduce sustancialmente el costo y aumenta la practicidad. También fueron capaces de reducir el contenido de fibra en un 25 por ciento, al mismo tiempo que producían un material dúctil.

Arena fina del río Mississippi disponible localmente. La arena es lo suficientemente fina como para ser implantada en materiales ECC y es un sustituto de la costosa y difícil de obtener arena microsílica normalmente utilizada.

Cenizas volantes disponibles localmente, que reemplazaron hasta el 75 por ciento del cemento utilizado en la mezcla de ECC.
"Pudimos adaptar la mezcla de cemento y la interfaz entre las fibras y la matriz de cemento de tal manera que permitiera un comportamiento dúctil del concreto", dijo Arce. "En términos más simples, la fórmula utiliza los materiales correctos en las proporciones correctas."

En los próximos meses, Arce y el equipo seguirán desarrollando su trabajo con un proyecto en el Centro de Investigación de Pavimentos del Centro de Investigación de Transporte de Louisiana. Allí, construirán una sección de 210 pies de largo de pavimento ECC y utilizarán el Sistema Acelerado de Carga de Transporte de 65 pies de largo del LTRC PRF, o ATLas 30, para simular la carga de camiones para pruebas de pavimento. El equipo ATLaS 30 es capaz de comprimir muchos años de desgaste vial en unos pocos meses de pruebas para obtener datos de rendimiento sobre el material ECC.