Nuevas Perspectivas sobre la Durabilidad del Concreto Impreso en 3D: Avances Recientes en los Parámetros de Diseño de Mezclas y Pruebas
Autores: Bradshaw, James; Si, Wen; Khan, Mehran; McNally, Ciaran
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Nuevas Perspectivas sobre la Durabilidad del Concreto Impreso en 3D: Avances Recientes en los Parámetros de Diseño de Mezclas y Pruebas
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Ventajas
Durabilidad
Desafíos
Porosidad
Contracción
Diseños de mezcla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Aunque el concreto impreso en 3D (3DPC) ofrece ventajas como una construcción más rápida, reducción de costos laborales y minimización de desperdicios de material, persisten preocupaciones sobre su durabilidad a largo plazo. Esta revisión examina estos desafíos al evaluar cómo el único proceso de fabricación capa por capa del 3DPC influye en las propiedades clave del material y en la durabilidad general. La formación de porosidad interfacial y microestructuras anisotrópicas puede comprometer la integridad estructural con el tiempo, aumentando la susceptibilidad a la degradación ambiental. La mayor porosidad en las interfaces de las capas y la presencia de agrietamiento inducido por contracción, incluyendo tanto la contracción plástica como la autógena, contribuyen a una durabilidad reducida. Estudios sobre el rendimiento ante ciclos de congelación-descongelación indican que el 3DPC puede lograr una durabilidad comparable al concreto colado cuando se utilizan diseños de mezcla adecuados y agentes que incorporan aire. La resistencia química, particularmente bajo la exposición al ácido sulfúrico, sigue siendo un desafío, pero se han observado mejoras con la inclusión de materiales cementantes suplementarios como la ceniza de sílice. Además, las pruebas de ingreso de cloruros y carbonatación revelan que la permeabilidad y la resistencia son altamente sensibles a los parámetros de impresión, la composición del material y las condiciones de curado. La resistencia a la carbonatación, en particular, parece ser menor en el 3DPC que en el concreto tradicional. Esta revisión destaca la necesidad de más investigación y enfatiza que optimizar los diseños de mezcla y los procesos de impresión es fundamental para mejorar el rendimiento a largo plazo de las estructuras de concreto impreso en 3D.
Descripción
Aunque el concreto impreso en 3D (3DPC) ofrece ventajas como una construcción más rápida, reducción de costos laborales y minimización de desperdicios de material, persisten preocupaciones sobre su durabilidad a largo plazo. Esta revisión examina estos desafíos al evaluar cómo el único proceso de fabricación capa por capa del 3DPC influye en las propiedades clave del material y en la durabilidad general. La formación de porosidad interfacial y microestructuras anisotrópicas puede comprometer la integridad estructural con el tiempo, aumentando la susceptibilidad a la degradación ambiental. La mayor porosidad en las interfaces de las capas y la presencia de agrietamiento inducido por contracción, incluyendo tanto la contracción plástica como la autógena, contribuyen a una durabilidad reducida. Estudios sobre el rendimiento ante ciclos de congelación-descongelación indican que el 3DPC puede lograr una durabilidad comparable al concreto colado cuando se utilizan diseños de mezcla adecuados y agentes que incorporan aire. La resistencia química, particularmente bajo la exposición al ácido sulfúrico, sigue siendo un desafío, pero se han observado mejoras con la inclusión de materiales cementantes suplementarios como la ceniza de sílice. Además, las pruebas de ingreso de cloruros y carbonatación revelan que la permeabilidad y la resistencia son altamente sensibles a los parámetros de impresión, la composición del material y las condiciones de curado. La resistencia a la carbonatación, en particular, parece ser menor en el 3DPC que en el concreto tradicional. Esta revisión destaca la necesidad de más investigación y enfatiza que optimizar los diseños de mezcla y los procesos de impresión es fundamental para mejorar el rendimiento a largo plazo de las estructuras de concreto impreso en 3D.