Formigó d'última generació
UHPC — Ultra High Performance Concrete
La revolució del formigó fibrat: resistències de 100–200 MPa, compacitat extrema, ductilitat i llibertat formal sense precedents.
Definició
El formigó
del segle XXI
L'UHPC (Ultra High Performance Concrete) o UHPFRC (Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete) és l'evolució més avançada dels formigons fibrats. Amb resistències a compressió mínimes de 130 MPa i típiques de 150 MPa, supera el GRC en prestacions mecàniques i compacitat, obrint un univers més ampli d'aplicacions estructurals i arquitectòniques.
L'UHPC s'aconsegueix amb formulacions acuradament estudiades: relació aigua/ciment molt baixa (màxim 0,25, habitual 0,20), granulometria d'àrids optimitzada, una addició reactiva (microsílice, nanosílice o metacaolí) i una alta dosificació de fibres. El resultat és un material pràcticament impenetrable amb una ductilitat excepcional. La seva compacitat extrema el fa resistent a la penetració d'agents agressius (CO₂, ió clor, aigua), garantint una durabilitat i seguretat a llarg termini que els formigons convencionals no poden oferir.
A diferència del GRC —dissenyat principalment per a façanes i elements no estructurals— l'UHPC pot resoldre elements estructurals ultraprims, ponts, passarel·les, forjats i prefabricats singulars de complexitat geomètrica extrema.
Capítol 6 del Compendi
Els ingredients de l'UHPFRC
L'UHPC no és un formigó convencional amb més ciment: és una formulació acuradament dissenyada on cada ingredient compleix un paper precís.
Les Fibres
L'ingredient indispensable. Sense fibres no hi ha UHPFRC. Poden ser metàl·liques (acer inoxidable o al carboni), de vidre AR o PVA. Aporten la ductilitat que converteix la fragilitat del ciment en tenacitat.
L'Addició Reactiva
Fum de sílice (microsílice), cendres volants o metacaolí. Reacciona amb l'hidròxid de calci del ciment per densificar la matriu i eliminar els porus capil·lars. És la clau de la compacitat i la impenetrabilitat.
El Ciment
Ciment Pòrtland gris o blanc, en proporcions molt superiors a les del formigó convencional.
Aigua i Superfluidificant
Relació aigua/ciment molt baixa (0.17–0.25). El superfluidificant (policarboxilats d'última generació) compensa la pèrdua de treballabilitat a causa de l'alta proporció de fibres.
La Granulometria
L'UHPFRC típic no té àrid gros: només sorra fina i quars en pols, seleccionats per maximitzar l'empaquetament de partícules. La granulometria òptima és un art que marca la diferència entre formulacions.
Formulació típica
Microsílice: 6,3 % (∼20 % s/ciment)
Sorres 0–2 mm: 38,8 %
Farina de quars/calcària: 8,0 %
Aigua: 6,5 % (a/c ≤ 0,25)
Fibres acer: 6,3 % (∼155 kg/m³)
Superfluidificant HRWR: 1,6 %
Prestacions de l'UHPC
vs GRC vs formigó convencional
| Propietat | UHPFRC | GRC | F. convencional |
|---|---|---|---|
| Resistència a compressió | 100–200 MPa | 60–80 MPa | 25–40 MPa |
| Resistència a flexo-tracció | 15–25 MPa | 15–25 MPa | 3–5 MPa |
| Mòdul d'elasticitat | 45–55 GPa | 45–55 GPa | 30–35 GPa |
| Permeabilitat a l'aigua | Pràcticament nul·la | Mitjana | Mitjana |
| Durabilitat projectada | 100–200 anys | 50–80 anys | 80–100 anys |
Nota: valors indicatius previs a assajos d'envelliment accelerat.
El factor diferencial
La ductilitat:
el gran avenç
El formigó convencional és fràgil: quan es fissura, perd tota la seva resistència. L'UHPFRC és dúctil: un cop superat el límit d'elasticitat (LOP), les fibres mantenen la cohesió i l'element segueix resistint sense trencar-se. Es distingeixen dos tipus de ductilitat:
Aplicacions
On s'aplica l'UHPC
L'UHPC pot aplicar-se tant in-situ com en prefabricat. La revolució no és només de resistències, sinó de possibilitats formals i constructives.
In-situ
Realitzacions directes en obra
El sector del formigó preparat pot subministrar UHPC des de planta amb els controls adequats.
- — Rehabilitació de taulers de ponts
- — Reforços d'estructures existents
Prefabricat
Elements prefabricats singulars
La tecnologia de motlles permet materialitzar geometries de complexitat extrema. El cas del Magical Frame de Port Adriano (Mallorca), dirigida la seva materialització per Juan Carlos Bolaños, demostra les possibilitats de l'UHPC prefabricat per crear peces escultòrico-estructurals de gran format.
- — Façanes arquitectòniques
- — Prefabricats diversos i ultraprims
- — Passarel·les i ponts de vianants
- — Mobiliari urbà en dissenys espectaculars
- — Elements singulars i escultòrico-estructurals
Motlles i ancoratges
Tecnologia de fabricació
Sigui quin sigui el tipus d'UHPC, la tecnologia de motlles és determinant. Un mètode eficaç: fabricar un model (en poliestirè CNC, fusta o resina) i obtenir el motlle a partir del model. El disseny dels sistemes d'ancoratge és igualment crític per a la transmissió de càrregues a l'estructura.
GRC → UHPC
El camí entre materials
GRC i UHPC són més complementaris que competidors. El GRC ofereix més de 50 anys de maduresa, llibertat formal plena i cost de fabricació ben establert. L'UHPC aporta prestacions estructurals i durabilitat extrema on el GRC estàndard no arriba. Els autors del Compendi són especialistes en tots dos.
Aprofundir
9 capítols sobre GRC i UHPC
El Compendi GRC ● UHPC inclou tres capítols dedicats íntegrament a l'UHPFRC: ingredients, formulació típica, prestacions, normes (AFGC, fib) i escenaris mundials. Amb formulació d'exemple i bibliografia tècnica avançada.