Impacto de las adiciones para concreto en la reducción de la permeabilidad al ion cloruro vs la relación agua cemento

Trabajo de InvestigaciónLos elementos en la construcción, fabricados en concreto reforzado y que se encuentran expuestos al ataque de los cloruros tienen un periodo corto de servicio. El ataque del Ion Cloruro logra penetrar a través del concreto, logrando la corrosión del acero de refuerzo convirtiéndose, alterando y debilitando el elemento de acuerdo a lo que fue diseñado, obteniendo como resultado afectaciones en la durabilidad y el óptimo funcionamiento de las construcciones. Este problema es identificado a gran escala en ciudades costeras, ya que los sulfatos presentes en las aguas marinas, son catalogados como agentes nocivos para el concreto, generando desintegración, erosión, expansión y corrosión en el material. Todos los anteriores efectos son de naturaleza exógena, es decir atacan desde la parte externa hacia el interior del elemento. De la misma forma, existen ataques químicos endógenos que tienen un efecto altamente nocivo para las estructuras, es decir, se producen desde el interior de la matriz del material, siendo una de las más estudiadas la reacción álcali‐sílice, la cual provoca una expansión interna del hormigón causando la expansión y desintegración del mismo. En el caso de los ataques exógenos que puede sufrir el concreto no solamente se encuentran los que están sometidos al contacto con aguas marinas, también el concreto está propenso a ataques biológicos por interacción directa con aguas residuales o ambientes que contengan microorganismos como bacterias u hongos.PregradoIngeniero Civi

Comportamiento físico - mecánico y de permeabilidad a cloruros en el concreto hidráulico con adiciones de metacaolín

Trabajo de InvestigaciónEn este estudio se investigó el comportamiento físico-mecánico y de permeabilidad a los cloruros en los concretos hidráulicos adicionados con metacaolín. Para el desarrollo de esta investigación se realizaron muestras de concreto adicionadas con metacaolín en razón del 0%, 10%, 20% , 30% de adiciones. A estas muestras se les realizaron ensayos de laboratorio y fueron sometidas al ensayo NT BUILD 492RESUMEN INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES 2. CARACTERIZACIÓN DE MATERIAS PRIMAS 3. DISEÑO DE MEZCLAS 4. ELABORACION DE MUESTRAS 5. ENSAYO DE MUESTRAS 6.RESULTADOS Y ANALISIS 7.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOSPregradoIngeniero Civi

Metacaolín como sustituto del cemento para reducir la permeabilidad del hormigón estructural

El motivo que tuvo esta investigación fue reducir la permeabilidad del hormigón estructural con la sustitución de cemento por metacaolín, cuyo principal objetivo fue determinar el porcentaje de metacaolín para reducir la permeabilidad del hormigón estructural, según fuentes consultadas nacionales e internacionales. Esta investigación fue deductivo, de orientación aplicada con un enfoque cuantitativo y como instrumento de recolección de datos retrolectivo ya que se usaron tablas de normas internacionales y nacionales e información precedente del tema de estudio, de tipo descriptivo, correlacional y explicativo. Fue una investigación causal (causa - efecto) dado que se estudió la relación entre la variable independiente incorporación de metacaolín (causa) y variable dependiente permeabilidad del hormigón estructural (efecto). Los resultados evidenciaron que se incrementó la resistencia a la compresión y flexión del hormigón, con un 10% de sustitución de metacaolín, respecto a la permeabilidad del hormigón, se redujo la porosidad con un 20% de sustitución, la permeabilidad al ion cloruro y la expansión álcali -sílice del hormigón disminuyo con un 15% de metacaolín,a excepción del asentamiento en estado fresco que decreció conforme se incorporaba metacaolín en la mezcla, afectando su trabajabilidad con sustituciones mayores al 10%. Finalmente, la sustitución del 10% de metacaolín es beneficiosa si se requiere obtener un hormigón menos permeable, con excelentes propiedades físico – mecánicas y un asentamiento dentro de un rango aceptable

Cenizas volantes de carbón para mejorar la resistencia a la compresión y permeabilidad del concreto

La presente investigación nos ayuda a evaluar el comportamiento de ciertas adiciones de cenizas volantes de carbón en el diseño de mezcla de concreto. Y así evaluarla en los ensayos de resistencia a la comprensión, resistencia a la flexión, permeabilidad, y la prueba a la trabajabilidad. Los resultados mostraron una mejora en las propiedades físico – mecánicas del concreto, la resistencia a la comprensión axial mostro una mejora con la sustitución de ceniza volante por el cemento, donde el porcentaje óptimo para evidenciar esta mejora de propiedad se da cuando la sustitución esta entre 2.5% a 15%. La permeabilidad se ve favorecida, en este caso todas las sustituciones se reducen, donde se puede decir que tiene una mayor resistencia a los agentes externos. La trabajabilidad mejora, ya que con la sustitución porcentual donde nos indican que, a mayor porcentaje de reemplazo, mayor es la trabajabilidad de la mezcla. Sobre la resistencia a la flexión en las investigaciones estudiadas se llega que, el porcentaje óptimo para evidenciar esta mejora de propiedad se da cuando la sustitución esta entre 2.5% a 10%. Finalmente, la ceniza como sustituto del concreto genera mejoría en las propiedades físico- mecánicas del concreto, para el proceso de vertido, también a elaborar elementos más resistentes a los agentes externo de la biodiversidad de climas en el Perú, también nos ayuda a mejorar considerablemente la resistencia a la comprensión para poder obtener un nuevo insumo al concreto

Diseño de mezcla de concreto con adiciones minerales para la reducción de la permeabilidad del tanque de la empresa Mapei, Lima

Evaluación del concreto usando aditivos impermeabilizantes realizado en el laboratorio MASTERLEM tiene como objetivo evaluar las características de resistencia a la compresión y permeabilidad del concreto usando adiciones minerales. La investigación es experimental, contará con una muestra que estará compuesta por 117 probetas obtenidas de 9 diseños de mezclas cada uno con 13 testigos cilíndricas de 10 cm de diámetro por 20 cm de altura, 81 probetas fueron sometidas a los ensayos de compresión a los 7 ,14 y 28 días haciendo un total de 81 probetas que serán usadas para evaluar las resistencias en el tiempo de las restantes18 serán usadas para determinar sus densidades, volumen de vacíos y absorción de las 18 que quedan serán sometidas a un proceso de acondicionamiento para poder determinar la velocidad de absorción inicial y final. Los resultados estadísticos de laboratorio demostraron que no existe diferencia significativa entre las muestras al añadir adiciones minerales, es decir, que los valores de las resistencias se mantuvieron muy cercanos con respecto a una muestra patrón. Los valores obtenidos con respecto a la permeabilidad nos indican que al usar una adición mineral traerá ciertas ventajas en resistencias y en permeabilidad Se demostró que a mayor porcentaje de vacíos la absorción de agua será mucho mayo

Importancia de la protección de los elementos de concreto armado mediante recubrimientos superficiales frente al ataque de cloruros en ambientes marinos, Trujillo 2021

La presente investigación se llevó a cabo en Trujillo, mediante un análisis de la importancia de los diferentes tipos de recubrimientos superficiales en la protección frente al ataque de cloruros en ambientes marinos; haciendo hincapié en el problema de que el concreto que se encuentra expuesto a ambientes marinos, sufrirá patologías que generarán su deterioro prematuro, por lo que se intenta tomar medidas preventivas ante esta problemática, siendo una de ellas la aplicación de recubrimientos superficiales para ayudar a reducir el impacto del ataque de cloruros presentes en dichos lugares, para ello se tomaron 20 estudios como muestra los cuales fueron analizados en base a los valores obtenidos por el ensayo de permeabilidad al ion cloruro; llegando a concluir que los recubrimientos utilizados muestran resultados aceptables pues logran reducir la permeabilidad al ion cloruro en más del 50% en su mayoría, siendo el revestimiento a base de cemento, mortero cementoso modificado con polímero y el epoxico comercial los recubrimientos que presentan mejores comportamientos, ya que alcanzaron reducir en un 99%, 98% y 97% respecto a una muestra de concreto patrón o sin recubrir

Simulación multifísica y multifase del ensayo de migración del ión cloruro en el concreto (NT Build – 492) teniendo en cuenta los fenómenos de adsorción e interacción iónica

En el presente trabajo se desarrolla, implementa y valida una formulación numérica, multifísica y multifase que describe la penetración del ion cloruro en el concreto, incluyendo los fenómenos de adsorción e interacción iónica. El modelo numérico ha sido implementado en el software COMSOL MULTIPHYSICS® desarrollado por la empresa COMSOL Inc©, el cual es una plataforma de análisis de fenómenos multifísicos mediante el método de los elementos finitos. Para el desarrollo del modelo se ha considerado que este es multiespecie (porque incluye cinco especies para la representación del fenómeno), multifísico (porque incluye diferentes tipos de física como: mecánica, química física, electroquímica y electromagnetismo) y multifase (porque incluye las fases líquida y sólida del concreto). Adicionalmente, se ha garantizado la inclusión de los fenómenos de interacción iónica (mediante el cumplimiento del principio de electroneutralidad, la primera ley Kirchhoff, la distorsión del potencial eléctrico y la ley de la conservación de la masa) y la adsorción (mediante el empleo de las isotermas de adsorción y el capacity factor) en el planteamiento y solución numérica del problema. La validación del modelo numérico se realizó con base en los resultados experimentales obtenidos durante el desarrollo de la presente investigación y con los resultados experimentales del trabajo de Leonardo Fonseca Barrera (Fonseca, 2016). Para finalizar, el modelo desarrollado está en capacidad de calcular la evolución de la concentración de los iones cloruro (Cl- ), hidroxilo (OH- ), sodio (Na+) y potasio (K+) para cada tiempo y en cada punto de la muestra, la distorsión de potencial eléctrico no lineal y el cambio de la concentración de todos los iones en dos dimensiones Palabras clave: Vida útil de las estructuras, corrosión en estructuras, modelación numérica, modelos multiespecie, penetración de cloruros, Coeficiente de difusión en concreto, Migración en concreto, Capacidad de fijación de cloruros.Abstract.. In this work a multiphysic and multiphase numerical formulation, which describes the chloride penetration in concrete, including the phenomena of adsorption and ionic interaction, has been developed, implemented and validated. The numerical model has been implemented in the COMSOL Multiphysics ® platform, developed by COMSOL Inc ©, which is a multiphysics solver and simulation software using the finite element method. The model has been developed to be multi-species (that includes five species to represent the phenomenon), multiphysics (it includes physical mechanics, physical chemistry, electrochemistry and electromagnetism) and multiphase (it includes the liquid and solid phases of the concrete). Additionally, it has ensured the inclusion of ionic interaction phenomenon (it includes the conservation of mass) and the adsorption phenomenon (It includes the adsorption isotherms and the binding capacity factor), within the approach and numerical solution of the problem. The numerical validation of the model was made based on the experimental results obtained during the development of this re (Fonseca, 2016). Finally, the model is able to calculate the evolution of the concentration of chloride (Cl-), hydroxyl (OH- ), sodium (Na+) and potassium (K+) ions, for each time and each spatial sample point, the nonlinear electric potential distortion and the evolution of the ions concentration in two dimensionsMaestrí

Influencia del vidrio molido reciclado como agregado fino para mejorar las propiedades físicas y mecánicas del concreto

La presente investigación tuvo como objetivo principal analizar la influencia del vidrio molido reciclado como agregado fino en el concreto, recolectando información de diversas investigaciones nacionales e internacionales con el fin de evaluar la mejora de las propiedades físicas y mecánicas del concreto. Esta investigación fue documental bibliográfico y descriptivo, de tipo correlacional y explicativo, donde se utilizaron estudios revisados, utilizando el método deductivo, orientación aplicada y enfoque cuantitativo, se usó la recolección de datos, nivel descriptivo y el diseño es retrospectivo Las propiedades estudiadas fueron la resistencia a la compresión, durabilidad, absorción y trabajabilidad del concreto. En la investigación el vidrio molido reciclado como agregado fino cumple características similares al cemento por ende mejora las propiedades físicas y mecánicas del concreto, en el ensayo de la resistencia a la compresión se obtienen un resultado de 351 kg/cm² con un óptimo porcentaje del 20% el cual representa una mejora del 26%, en el ensayo RCPT se observa que la menor carga obtenida es de 2500C para un porcentaje de remplazo de vidrio molido reciclado del 20% la cual determina una reducción del 59% respecto a la carga inicial aplicada, en el ensayo del asentamiento del concreto se observa que el mejor resultado es de 165mm para una relación a/c de 0.40 dando lugar a mejora del 57% del asentamiento y para la absorción de agua se determina que la mejor absorción de agua en el concreto es de 2.70% y se produce para un porcentaje óptimo del 30% que reemplaza el agregado fino por vidrio molido

Propuesta de concreto de baja permeabilidad con adición de polvo de ladrillo de arcilla para la construcción de viviendas en ambientes marinos, Cerro Azul Cañete

El deterioro de las estructuras de concreto debido al ataque de agentes externos, es una de las problemáticas con más énfasis en el rubro de la construcción, ya que afecta directamente las propiedades de la infraestructura, dando como resultado la reducción de vida útil. Por otro lado, tenemos el incremento de construcciones cerca al litoral marítimo, sin embargo, surge la problemática de presencia de eflorescencia, desprendimiento, corrosión o manchas en el concreto, por el ataque de sulfatos presente en el agua de mar, en el suelo, y en la humedad. A lo largo de los años se ha propuestos productos como adiciones en la composición del cemento o productos no permeables para aplicar al concreto, con el fin de minimizar el impacto. Para la presente investigación se estudia la efectividad del polvo de ladrillo, como reemplazo parcial del cemento, mediante los ensayos de resistencia a la compresión, trabajabilidad en estado fresco, volumen de contenido de vacíos y permeabilidad. Se realizó pruebas con cuatro diferentes proporciones de reemplazo como es 5%, 15%, 25% y 30%, para una resistencia de f´c 300 kg/cm2. De acuerdo a los resultados, se concluyó que la muestra con reemplazo parcial de polvo de ladrillo de arcilla en 25%, demuestran resultados óptimos como mayor resistencia, además de un bajo volumen de contenido de vacíos y una permeabilidad baja. Asimismo, muestra una reducción económica de fabricación por m3 de 8.72%, en comparación a la muestra convencional.The deterioration of concrete structures due to the attack of external agents, is one of the problems with more emphasis in the construction sector, since it directly affects the properties of the infrastructure, resulting in a reduction in useful life. On the other hand, we have the increase in constructions close to the sea coast, however, the problem of efflorescence, detachment, corrosion or stains on the concrete arises, due to the attack of sulphates present in seawater, in the soil, and in the humidity. Over the years, products such as additions in the cement composition or non-permeable products have been proposed to apply to concrete, in order to minimize the impact. For the present investigation, the effectiveness of brick dust is studied as a partial replacement for cement, through tests of compressive strength, workability in a fresh state, void content volume and permeability. Tests were carried out with four different replacement proportions such as 5%, 15%, 25% and 30%, for a resistance of f'c 300 kg / cm2. According to the results, it was concluded that the samples with partial replacement of clay brick dust in 25% demonstrate optimal results such as greater resistance, in addition to a low volume of voids content and a low permeability. Likewise, it shows an economic reduction in manufacturing of m3 of 8.72%, compared to the conventional sample.Tesi