El equipo del profesor Doo-Yeol Yoo de la Universidad Yonsei (Corea del Sur) publicó una investigación en la revista *Cement and Concrete Research*, donde, por primera vez, se utiliza hidróxido de calcio (CH) en polvo como activador alcalino para desarrollar un compuesto de escoria endurecido por deformación (SHSC) de ultra alta ductilidad y completamente libre de cemento.

Diagrama esquemático del concepto de desarrollo y proceso de preparación del compuesto de escoria endurecido por deformación sin cemento

La investigación aborda el problema de que los compuestos cementosos tradicionales endurecidos por deformación (SHCC/ECC) dependen en gran medida del cemento Portland, generando emisiones de carbono 2,2 veces superiores a las del hormigón convencional. También busca superar las deficiencias de los sistemas de activación alcalina basados en sodio, como la eflorescencia por migración de iones de sodio libres y la dificultad de manipulación de los álcalis líquidos fuertes. El estudio investiga sistemáticamente el mecanismo de regulación del contenido de CH (2,5 % ~ 15 % de la masa de escoria) sobre la cinética de hidratación de la escoria, el grado de polimerización del gel, las propiedades interfaciales y el comportamiento de fisuración múltiple. La investigación fija una relación agua/aglomerante de 0,18, reemplaza el 20 % de la escoria con humo de sílice (en masa) e incorpora un 2 % en volumen de fibras de polietileno (PE) para lograr la característica de endurecimiento por deformación.

Los resultados de TG/DTG, pH e ICP-OES muestran que el aumento del contenido de CH puede incrementar significativamente la alcalinidad de la solución en los poros, alcanzando un pH máximo de 12,32, lo que promueve la formación de productos de hidratación como el gel C-S-H y la hidrotalcita. Los resultados de ²⁹Si NMR confirman que, a medida que el contenido de CH aumenta del 2,5 % al 15 %, la longitud media de la cadena (MCL) de los tetraedros de silicio-oxígeno del gel C-S-H aumenta de 3,14 a 6,29, mejorando notablemente el grado de polimerización de la red de silicatos. El análisis SEM indica que el aumento del contenido de CH densifica la zona de transición interfacial fibra-matriz, incrementando considerablemente la resistencia al arrancamiento de las fibras.

Patrones típicos de fisuración de SHSC con diferentes cantidades de CH y curvas combinadas de tensión de tracción y ancho de fisura en función del aumento de la deformación

Las pruebas de propiedades mecánicas macroscópicas muestran que, a medida que aumenta el contenido de CH, la resistencia a la compresión se eleva de manera constante. El grupo con un 15 % de CH alcanza una resistencia a la compresión de 61,9 MPa a los 28 días, un 18,8 % más que el grupo con un 2,5 % de CH. Todas las muestras presentan una deformación de tracción superior al 8 %. El grupo con un 15 % de CH logra un rendimiento integral óptimo con una resistencia a la tracción de 10,05 MPa, una deformación de tracción del 9,19 % y una densidad de energía de deformación de 664,9 kJ/m³, cumpliendo con el estándar de ductilidad a tracción del acero de construcción de grado HRB400. Mediante un análisis cuantitativo con la técnica de correlación de imágenes digitales (DIC), se determina que el ancho promedio de las fisuras bajo la deformación máxima es de solo 89 a 127 μm.

Los resultados de la evaluación del ciclo de vida completo muestran que las emisiones de CO₂ del grupo óptimo con un 15 % de CH son de 409,05 kg/m³, lo que representa una reducción del 70,2 % en comparación con el SHCC tradicional a base de cemento y una reducción del 38,01 % en comparación con los sistemas endurecidos por deformación activados con álcalis de sodio. La energía incorporada es de 8,50 GJ/m³, un 23,9 % inferior a la del sistema a base de cemento.