Efecto de la distribución de absorción de agua del árido grueso reciclado en la distribución de resistencia a la compresión del hormigón de altas prestaciones

High water absorption is a typical characteristic of recycled coarse aggregate and is often used to explain the loss of performance of concrete when replacing natural coarse aggregate with recycled coarse aggregate. Extensive attention has been paid to the mean value of the water absorption of recycled coarse aggregate, but not to the standard deviation. This paper aims to assess whether recycled coarse aggregates with the same mean water absorption but different standard deviations will perform equally in high-performance concrete (HPC). The resulting HPC mixtures exhibited very similar compressive strength. Even so, it was hypothesised that as the standard deviation of the water absorption of recycled coarse aggregate increases over a wide range, the compressive strength of HPC will first increase due to local variations in the water/cement ratio, then decrease due to the presence of weak particles, and finally remain constant due to the role of the surrounding new mortar.La elevada absorción de agua es una característica típica del árido grueso reciclado. Esta característica se utiliza a menudo para explicar la disminución en el rendimiento del hormigón cuando se sustituye el árido grueso natural por el árido grueso reciclado. Se ha prestado mucha atención al valor medio de absorción de agua en el árido grueso reciclado, pero no a la desviación estándar. Este artículo tiene como objetivo evaluar si áridos gruesos reciclados con la misma absorción media de agua, pero diferente desviación estándar, tienen un rendimiento igual en el hormigón de altas prestaciones (HPC). Las mezclas de HPC resultantes mostraron una resistencia a la compresión muy similar. Aun así, se planteó la hipótesis de que a medida que aumenta la desviación estándar de absorción de agua del árido grueso reciclado en un amplio rango, la resistencia a la compresión del HPC aumentará primero debido a las variaciones locales en la relación agua/cemento, posteriormente disminuirá debido a la presencia de partículas débiles y, finalmente, se mantendrá constante debido al papel del nuevo mortero circundante

Efecto de los finos de hormigón reciclado (PHR) de una planta de prefabricados de hormigón sobre las propiedades en estado fresco y mecánicas de pastas cementantes

This study aims to evaluate the effect of RCP from a precast concrete plant on rheological and mechanical properties of cementitious pastes. In the study, Portland cement was replaced by RCP in 10, 20, and 30% (in mass). The hydration kinects of cement with RCP was studied through isothermal calorimetry. The fresh properties were assessed using mini-slump test and rotational rheometry. The mechanical properties were evaluated through compression tests and the microstruture was studied using Scanning Electron Microscopy. RCP reduces fluidity of the pastes, by increasing both yield stress and plastic viscosity. The addition of RCP accelerates the hydration of cement, while reducing the released heat. RCP also reduces the compressive strength and elastic modulus of the pastes. The use of RCP as partial substitute for cement is viable, due to its size distribution and specific surface area.El objetivo del estudio es evaluar el PHR proveniente de una planta de hormigón premezclado como reemplazo al cemento Portland. La metodología consistió en la elaboración de pastas, sustituyendo el cemento Portland por PHR al 10, 20 y 30% en peso. La cinética de hidratación del cemento con PHR se estudió mediante calorimetría isotérmica. Las propiedades en estado fresco se evaluaron mediante la prueba de mini-slump y la reometría rotacional. Se realizaron ensayos de compresión y la microestructura se estudió mediante Microscopía Electrónica de Barrido. El PHR reduce la fluidez de las pastas, aumentando el límite elástico y la viscosidad plástica. La adición de PHR acelera la hidratación del cemento, al tiempo que reduce el calor liberado. El PHR también reduce la resistencia a la compresión y el módulo elástico de las pastas. El uso de PHR como sustituto parcial del cemento es viable, debido a su distribución de tamaño y área superficial específica

Investigación de elementos de hormigón armado con pérdida de adherencia bajo carga de tracción

Bond deterioration in reinforced concrete (RC) structures is frequently caused by aging, environmental factors, overloading, or poor design. This deterioration may cause the structure to lose its aesthetic, and eventually collapse. The behavior of structures that exhibit bond deterioration is poorly understood and inadequately maintained. The response of RC structures exhibiting bond loss under tension load is presented in this paper. In order to comprehend the impact of bond loss in RC composite, the RC system was first built for a pullout. It was then expanded to the nib corner of RC dapped end beams. Additionally, the system was analytically examined using 3-dimensional FEmodel. The bond loss created a weak zone with internal cracks parallel to the bar’s axis. The nib section separated from the full depth of the dapped end, while the hanger reinforcement resisted the diagonal tension cracks. The dapped section must therefore be given more consideration during monitoring and maintenance.Frecuentemente, la pérdida de adherencia en las estructuras de hormigón armado (RC) está causada por el envejecimiento, factores ambientales, sobrecarga o diseño deficiente. Este deterioro puede hacer que la estructura pierda su estética y, finalmente, colapse. El comportamiento de las estructuras que exhiben deterioro de la adherencia es poco conocido y mal entendido. En este documento se presenta la respuesta de las estructuras RC que exhiben pérdida de adherencia bajo carga de tensión. Con el fin de comprender el impacto de la pérdida de adherencia en el compuesto RC, se construyó dicho sistema para ensayos “pullout” y, posteriormente, se expandió a la esquina de los extremos de las vigas entalladas de RC. Además, el sistema se examinó analíticamente utilizando FEmodel de 3 dimensiones. La pérdida de adherencia creó una zona débil con fisuras internas paralelas al eje de la barra. La sección de la punta se separó de toda la profundidad del extremo perforado, mientras que el refuerzo del gancho resistió las fisuras de tensión diagonal. Por lo tanto, la sección no entallada se debe tener más en cuenta durante el monitoreo y el mantenimiento

Un cemento bajo en carbono (LC3) como material sostenible en hormigón de alta resistencia: hormigón verde

Limestone Calcined Clay Cement (LC3) Technology is a low carbon cement that combines limestone, calcined clay, and clinker, aiming to reduce CO2 emissions by 40%-50% during production. In this study, large-scale investigations were conducted to explore LC3 as a potential substitute for conventional cement (CC). Mechanical and durability tests were performed on LC3, comparing results with CC and Pozzolana Cement (PC) concretes. The findings revealed that LC3 concrete exhibited promising early-stage strength similar to CC concrete. However, at 90 days, LC3 showcased a 10% higher strength compared to CC concrete. Additionally, LC3 displayed a remarkable 45% increase in resistance to moisture ingress, indicating improved durability over CC concrete. These results highlight the efficacy of low carbon cement in developing ternary blended cements that offer early strength and enhanced durability, making it a viable eco-friendly alternative in the construction industry.La tecnología de cemento de arcilla calcinada con piedra caliza (LC3) es un cemento con bajo contenido de carbono que combina piedra caliza, arcilla calcinada y clínker, con el objetivo de reducir las emisiones de CO2 en un 40 %-50 % durante la producción. En este estudio, se realizaron investigaciones a gran escala para explorar LC3 como un posible sustituto del cemento convencional (CC). Se realizaron pruebas mecánicas y de durabilidad al LC3, comparando resultados con los hormigones CC y Cemento con Puzolanas (PC). Los hallazgos revelaron que el hormigón LC3 exhibió una prometedora resistencia en la etapa inicial similar al hormigón CC. Sin embargo, a los 90 días, LC3 mostró una resistencia un 10 % mayor en comparación con el hormigón CC. Además, LC3 mostró un aumento notable del 45 % en la resistencia a la penetración de agua, lo que indica una mayor durabilidad que el hormigón CC. Estos resultados destacan la eficacia del cemento con bajo contenido de carbono en el desarrollo de cementos mixtos ternarios que ofrecen una resistencia temprana y una mayor durabilidad, lo que lo convierte en una alternativa ecológica viable en la industria de la construcción

Propiedades térmicas, frescas y endurecidas de morteros de revestimiento con adiciones minerales y vermiculita

Efforts are made to alleviate thermal problems in buildings. The use of thermal mortars for coating with vermiculite as aggregate is used for this purpose, but the use with mineral additions is still scarce, especially the rheology through squeeze-flow. Thus, it was aimed to evaluate the behavior in fresh, hardened state and in the thermal conductivity of these mortars. Mortars containing Portland cement, lime, vermiculite, sand, and additions of metakaolin or ceramic brick waste, in the proportion of 1:1:6 (Cement: Lime: Sand), were evaluated. The sand was replaced by vermiculite in 40%, and the additions added in the proportion of 20% to the cement mass, and the water content determined with the spread obtained on the consistency table. Mixtures containing 20% mineral addition and 40% vermiculite proved to be feasible, reaching minimum values according to the respective standards.Se realizan esfuerzos para paliar los problemas térmicos en los edificios. Para ello, se utilizan morteros térmicos para revestimiento con vermiculita como árido, pero su uso con adiciones minerales es aún escaso, especialmente la reología por squeeze-flow. Así, se pretendió evaluar el comportamiento en estado fresco y endurecido, así como la conductividad térmica de estos morteros. Se evaluaron morteros conteniendo cemento Portland, cal, vermiculita, arena y adiciones de metacaolín o residuos de ladrillos cerámicos, en la proporción 1:1:6 (Cemento: Cal: Arena). La arena se sustituyó por vermiculita en un 40%, y las adiciones se añadieron en la proporción del 20% a la masa de cemento: el contenido de agua se determinó para la obtención de una consistencia similar. Las mezclas que contenían un 20% de adición mineral y un 40% de vermiculita demostraron ser viables, alcanzando valores mínimos de acuerdo con las normas respectivas

Efecto de la forma de la sección de fibra y la fracción volumétrica sobre las propiedades mecánicas de hormigones reforzados con fibras de acero

This study presents the preparation of steel-fiber reinforced concretes (SFRCs) using straight navicular fibers with annular-sector-shaped sections and corrugated fiber with rectangular-shaped sections, respectively. The flexural and splitting tensile strengths of both the respective SFRCs increase with increasing fiber volume fraction, whereas their compressive strengths initially increase, then decrease, and then increase again. For the same fiber volume fraction, the mechanical properties of the navicular fiber-reinforced concrete are superior to those of the corrugated fiber-reinforced concretes. The introduction of steel fiber changes the failure mode of the plain concrete during bending from a typical brittle mode to a bimodal ductile failure mode. As compared to the corrugated fiber, the navicular fiber has stronger interface bonding to concrete and a higher friction resistance to fiber sliding and subsequent pullout. Furthermore, navicular fiber has a higher load-bearing capacity, which makes it more favorable for improving the mechanical properties of plain concrete.Este estudio presenta la preparación de hormigones reforzados con fibras de acero (SFRCs) utilizando fibras lisas rectas con secciones en forma de sector anular y fibra corrugada con secciones en forma de rectángulo, respectivamente. Las resistencias a la tracción por flexión y división de ambos SFRCs aumentan con el aumento de la fracción de volumen de fibra, mientras que sus resistencias a la compresión inicialmente aumentan, luego disminuyen y luego aumentan nuevamente. Para la misma fracción de volumen de fibras, las propiedades mecánicas del hormigón armado con fibras kisas son superiores a las de los hormigones reforzados con fibras corrugadas. La introducción de fibra de acero cambia el modo de fallo del hormigón simple durante la flexión, de un modo frágil típico a un modo de fallo dúctil bimodal. En comparación con la fibra corrugada, la fibra lisa tiene una unión de interfaz más fuerte con el hormigón y una mayor resistencia a la fricción para el deslizamiento de la fibra y la posterior extracción. Además, la fibra lisa tiene una mayor capacidad portante, lo que la hace más favorable para mejorar las propiedades mecánicas del hormigón en masa

Paneles termoacústicos ecoeficientes de totora y yeso para cielo raso en viviendas rurales sostenibles

The energy deficiency in rural housing in the Andes of Peru is recurrent. In this context, local and low environmental impact materials present an opportunity. This research evaluated the properties of five panels composed of totora and gypsum for ceiling applications. Firstly, the physical and durability properties were obtained. Then, impact and fire resistance were evaluated. Finally, thermoacoustic properties were assessed. The results showed a moisture level of 10.25%, water absorption of 354.85% which is considered high, and a dry density of 292.84 kg/m3. Adequate durability to fungus with resin on both sides. The panels’ fire resistance is superior to 60 minutes, with a safe impact criterion for 10 N and a functionality criterion for 5 N. The average values for the panels were 0.061 W/m·K for thermal insulation and 0.54 for NRC. Therefore, it is possible to produce an insulating material for thermoacoustic improvement.La deficiencia energética en la vivienda rural de los andes de Perú es recurrente. En este contexto, los materiales locales y de bajo impacto ambiental constituyen una oportunidad. La presente investigación evaluó las propiedades de cinco paneles compuestos de totora y yeso para cielo raso. Primeramente, se obtuvieron las propiedades físicas y de durabilidad. Seguidamente se evaluó la resistencia al impacto y al fuego. Finalmente se evaluaron propiedades termoacústicas. Los resultados muestran humedad de 10.25%, absorción de agua de 354.85% considerada alta y densidad seca de 292.84 kg/m3, así como una adecuada durabilidad al hongo con resina en ambas caras. La resistencia al fuego de los paneles es superior a 60 minutos, criterio seguro al impacto para 10 N y criterio de funcionalidad para 5 N. Se obtuvieron además valores medios de los paneles de 0.061 W/m·K para el aislamiento térmico y 0.54 de NRC. De esta forma, es posible producir un material aislante para la mejora termoacústica

Propiedades en estado fresco, endurecido y de durabilidad de escoria argelina activada con carbonato sódico frente a los ataques por sulfato y ácido

This paper investigates the use of Na2CO3 as an alkaline activator on the durability of the alkali-activated slag (AAS) mortar toward sulfates and acids. The behavior of this binder in these aggressive environments is compared to those of slags activated with Na2SiO3 and NaOH. In addition, the setting times, workabilities, mechanical properties and drying shrinkage were evaluated. The AAS had superior workabilities, faster setting times and higher shrinkage rates than the Portland cement (PC). Increases in the activator dosages had positive effects on the mechanical strengths of the materials. Na2SiO3 was the best activator in terms of strength development, but it led to much higher shrinkage. The AAS showed less expansion and lower weight losses than the PC when exposed to sulfate and acids, respectively. The Na2CO3-AAS exhibited less shrinkage and higher resistance to sulfuric acid than the other activators, but the mechanical strength seen at early ages was low.En este trabajo se investiga el efecto de usar Na2CO3 como activador sobre la durabilidad presentada por los morteros de escoria activados alcalinamente (AAS) frente a los ataques por sulfato y por ácido. Los resultados muestran que las AAS presentan una mayor trabajabilidad, tiempo de fraguado rápido y una alta retracción comparados con la muestra de cemento Portland (PC). El aumento de la dosis del activador tiene un efecto positivo en la resistencia mecánica. El mortero de AAS-Na2SiO3 es el mejor activador en términos de desarrollo de resistencias, pero presenta una retracción más alta. La expansión de AAS cuando es expuesto a Na2SO4 y la pérdida de peso experimentada en ambos ácidos es menor que aquellas presentadas por el PC. El mortero de AAS-Na2CO3 tiene una baja retracción y una alta resistencia al H2SO4 en comparación con los AAS-Na2SiO3 y NaOH, aunque su resistencia mecánica es baja a edad temprana

Nuevos conocimientos sobre la producción de áridos sintéticos sostenibles y su evaluación microestructural

In this study, a novel technique for producing synthetic aggregates using industrial by-products was experimentally investigated. Taguchi method is used to identify the optimum mix design proportion to develop durable synthetic aggregates. For this, different combinations of quaternary binders including ordinary Portland cement, ground granulated blast furnace slag, metakaolin, and lime powder was used. The obtained results revealed that the synthetic aggregates prepared with optimized mortar mix enhanced the compressive strength by 5.9%. Then the performance of synthetic aggregates was evaluated based on their mechanical and durability properties. Microstructural properties of the produced aggregates were examined. The results showed that optimum mix is highly effective than control mix. The manufactured synthetic aggregates are in accordance with the ASTM C 330 standard requirements. Therefore, our study contributes to the advancement in the sustainability by developing a method for producing synthetic aggregates from industrial byproducts.En este estudio se investigó experimentalmente una nueva técnica para producir áridos sintéticos utilizando subproductos industriales. El método de Taguchi se utiliza para identificar la proporción de diseño de mezcla óptima para desarrollar áridos sintéticos duraderos. Para ello, se utilizaron diferentes combinaciones de aglomerantes cuaternarios que incluían cemento Portland ordinario, escoria de alto horno granulada molida, metacaolín y polvo de cal. Los resultados obtenidos revelaron que los áridos sintéticos preparados con mezcla de mortero optimizada mejoraron la resistencia a la compresión en un 5,9%. Luego se evaluó el desempeño de los áridos sintéticos en base a sus propiedades mecánicas y de durabilidad. Se examinaron las propiedades microestructurales de los áridos producidos. Los resultados mostraron que la mezcla óptima es más efectiva que la mezcla de control. Los áridos sintéticos fabricados cumplen con los requisitos de la norma ASTM C 330. Por tanto, nuestro estudio contribuye al avance de la sostenibilidad mediante el desarrollo de un método para producir áridos sintéticos a partir de subproductos industriales

Investigación experimental del mecanismo de obstrucción del hormigón permeable hecho con gradaciones variables de áridos

In this study, the clogging mechanism of pervious concrete was evaluated using three different cloggers such as, Sand (S), Clay (C), and combination of sand and clay (S &C). The clogging mechanism was performed through falling head permeability apparatus, using clogger sediment load at the rate of 50, 150, and 200 grams in repetitive clogging cycles. It was observed from the results that combined (S & C) clogger shows overall critical results of clogging as 80% of the clogging was seen in 3 to 4 cycles. Moreover, it was observed from the results that pervious concrete mix made with R- type of aggregate gradation shows optimum compressive strength of the order of 8.6, 15.9, and 17 MPa at 7, 28 and 56 days of curing. Furthermore, the visual inspection test shows that clogging by clay clogger shows an even distribution of sediment on the whole length of the sample.En este estudio se evaluó el mecanismo de obstrucción del hormigón permeable utilizando tres obturadores diferentes: arena (S), arcilla (C) y una combinación de arena y arcilla (S & C). El mecanismo de taponamiento se realizó a través de un aparato de permeabilidad de cabeza descendente, utilizando una carga de sedimento del obturador a razón de 50, 150 y 200 gramos en ciclos de taponamiento repetitivos. A partir de los resultados se observó que el obturador combinado (S & C) muestra resultados críticos generales de obstrucción, ya que el 80% de la obstrucción se observó de 3 a 4 ciclos. Además, se detectó que la mezcla de hormigón permeable hecha con gradación de áridos tipo R presenta una resistencia a la compresión óptima del orden de 8.6, 15.9 y 17 MPa a los 7, 28 y 56 días de curado. Finalmente, la prueba de inspección visual muestra que la obstrucción por arcilla muestra una distribución uniforme de sedimentos en toda la longitud de la muestra