Improvement of the impact energy absorption in stimulated autogenous self-healing in ultra high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC)

The sustainability and durability of concrete structures have become a major concern. The yearly cost of repairing and restoring deteriorating structures has exceeded the cost of constructing new infrastructure, leading to social and environmental costs. Cracks in concrete structures can accelerate degradation and increase maintenance costs, nevertheless, the self-healing property of cement-based materials can close cracks and recover mechanical and durability properties. This study focuses on assessing the ability of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete to self-heal after being subjected to impact loads. The impacts were conducted by using drop-weight tests. Specimens were exposed to various conditions to evaluate the effectiveness of the self-healing process. The results show that ultra-high-performance concrete (UHPC) can recover from damage caused by impact. UHPC can recuperate its stiffness and partially or fully close cracks in wet or high-humidity conditions. The results suggest that UHPC is a suitable option to prolong the longevity of structures frequently exposed to impact loads.

La sostenibilità e la durata delle strutture in calcestruzzo sono diventate una preoccupazione importante. Il costo annuale delle riparazioni e del ripristino delle strutture in degrado ha superato quello della costruzione di nuove infrastrutture, con conseguenti costi sociali e ambientali. Le crepe nelle strutture in calcestruzzo possono accelerare il degrado e aumentare i costi di manutenzione, nonostante la proprietà di autoguarigione dei materiali a base di cemento può chiudere le crepe e recuperare le proprietà meccaniche e la durabilità. In questo studio si sviluppa la valutazione della capacità dell'ultra-high-performance concrete (UHPC) di auto-guarire dopo essere stato sottoposto a carichi da impatto. Gli impatti sono stati condotti utilizzando test di caduta di peso. Campioni sono stati esposti a varie condizioni per valutare l'efficacia del processo di auto-guarigione. I risultati mostrano che il calcestruzzo ad alte prestazioni (UHPC) può recuperarsi dai danni causati dall'impatto. UHPC può recuperare la sua rigidità e chiudere parzialmente o completamente le crepe in condizioni di umidità elevata o sommerso. I risultati suggeriscono che UHPC è un'opzione adatta per prolungare la longevità delle strutture frequentemente esposte ai carichi d'urto.