5 research outputs found
The influence of sulfuric environments on concretes elaborated with sulfate resistant cements and mineral admixtures. Part 2: Concrete exposed to Magnesium Sulfate (MgSO4) = Estudio de la influencia de los medios con presencia de sulfatos en hormigones con cementos sulforresistentes y adiciones minerales. Parte 2.Hormigones expuestos a sulfato magn茅sico (MgSO4)
The present work studies the resistant of the concrete against magnesium sulfate (MgSO4) and compare the results with values obtained previously of the same concretes exposed to sodium sulfate (Na2SO4). Thus, it is possible analyze the influence of the cation type. To that end, four different concrete mixes were made with sulfur resistant cement and mineral admixtures (silica fume, fly ash and blast furnace slag). The concretes were submerged for different period in magnesium sulfate (MgSO4). After that, different tests were carried out to define mechanical and microstructural properties. The results obtained were compared with reference values of concretes cured in calcium hydroxide [Ca(OH)2]. According to the results, the concrete with blast furnace slag presented the best behavior front MgSO4, meanwhile the concretes with silica fume and fly ash were the most susceptible. The resistance of the concrete with blast furnace slag could be attributed to the characteristics of the hydrated silicates formed during the hydration time, which include aluminum in the chemical chain that hinder its chemical decomposition during the attack of magnesium. The magnesium sulfate solution was most aggressive than sodium sulfate solution.
El presente trabajo estudia la resistencia de hormigones al ataque de sulfatos provenientes de sulfato magn茅sico (MgSO4) y compara estos valores con resultados previos de los mismos hormigones atacados con sulfato s贸dico (Na2SO4). De esta manera se estudia la interacci贸n del cati贸n que acompa帽a al ion sulfato durante su afectaci贸n a la matriz cementicia. Para lo anterior, se dise帽aron cuatro dosificaciones empleando cementos sulforresistentes y adiciones minerales (humo de s铆lice, ceniza volante y escoria de alto horno). Los hormigones se sumergieron, por distintos periodos de tiempo, en disoluci贸n de sulfato magn茅sico (MgSO4) de concentraci贸n 1M, para despu茅s realizarles ensayos mec谩nicos y a nivel microestructural. Los valores obtenidos se compararon con los obtenidos en el hormig贸n de referencia curado en hidr贸xido c谩lcico. El hormig贸n con escoria de alto horno present贸 el mejor comportamiento frente a MgSO4, siendo las mezclas de humo de s铆lice y ceniza volante las m谩s susceptibles. La resistencia del hormig贸n con escoria se atribuye a las caracter铆sticas de los silicatos hidratados formados durante la hidrataci贸n, los cuales incorporan aluminio en las cadenas impidiendo su descomposici贸n ante un ataque por magnesio. El medio con sulfato magn茅sico mostro una mayor agresividad que el medio con sulfato s贸dico
Influencia del espesor de la junta de mortero en muros de ladrillo sometidos a esfuerzos de compresi贸n
En este trabajo se analiza la influencia del espesor de la junta de mortero en la resistencia a compresi贸n de la f谩brica de ladrillo cer谩mico bajo esfuerzos de compresi贸n uniaxial. Adem谩s se estudia el progresivo agrietamiento del material durante el proceso de carga. Se han ensayado nueve muros y nueve pilares, combinando tres espesores de junta de mortero relizando medidas con ultrasonidos, adem谩s se han realizado medidas con extens贸metros y escler贸metro. Los resultados obtenidos muestran que a menor espesor de junta mayor carga de rotura y mayor valor de la velocidad de pulso
ultras贸nico. La medida con ultrasonidos muestra una buena correlaci贸n con las medidas extensom茅tricas y permite una eficaz detecci贸n del agrietamiento interior del material durante el proceso de rotur
Evaluaci贸n Estructural Mediante Ultrasonidos del Efecto del Espesor de la Junta de Mortero en Muros de F谩brica de Ladrillo Cer谩mino Sometidos a Esfuerzo de Compresi贸n hasta su Rotura.
En este trabajo se analiza la influencia del espesor de la junta de mortero en el comportamiento estructural de probetas de f谩brica de ladrillo cer谩mico bajo esfuerzos de compresi贸n uniaxial. El ensayo de compresi贸n reproduce la forma habitual de trabajo de estas estructuras. Se han ensayado nueve muros y nueve pilares, combinando tres espesores de junta de mortero, sometidos a carga de compresi贸n hasta rotura. Con el fin de evaluar el progresivo agrietamiento del material durante el proceso de carga, se han realizado medidas con ultrasonidos. Adem谩s se han realizado medidas con extens贸metros y escler贸metro para contrastar la validez de las medidas de ultrasonidos. Los resultados obtenidos muestran que existe una correlaci贸n entre los valores de la fuerza de compresi贸n que soportan las probetas y el tama帽o del espesor de la junta: a menor espesor de junta mayor carga de rotura. Del estudio tambi茅n se desprende que esta relaci贸n es m谩s clara en los muros que en los pilares, ya que la esbeltez de los muros es mayor y aparecen efectos de pandeo. La medida con ultrasonidos muestra una buena correlaci贸n con las medidas extenso m茅tricas y permite una eficaz detecci贸n del agrietamiento interior del material durante el proceso de rotura
Estudio microestructural y de los procesos de hidrataci贸n de cementos con adiciones
En los 煤ltimos a帽os, las sociedades industrializadas han tomado una mayor conciencia
sobre el problema que suponen las emisiones indiscriminadas de gases de efecto
invernadero a la atm贸sfera. El hormig贸n, cuyo principal componente es el cemento, es
probablemente el material m谩s utilizado en construcci贸n. En la actualidad, las emisiones
globales de CO2 debidas a la combusti贸n del CaCO3 del cemento P贸rtland representan
entre el 5% y el 10% respecto del total. Estos valores son de gran inter茅s si se considera
que el compromiso aceptado al firmar el Protocolo de Kioto es de una reducci贸n del 5%
antes del a帽o 2020, sobre el total de gases producidos.
El principal objetivo del presente trabajo es el estudio microestructural y de los procesos
de hidrataci贸n de los cementos con adiciones. Para ello se propone contribuir a la
investigaci贸n sobre nuevos productos cementicios basados en micropart铆culas esf茅ricas
v铆treas que pueden adicionarse al cemento antes del proceso de amasado. Los resultados
obtenidos se han contrastado con las adiciones convencionales de m谩s uso en la
actualidad. El nuevo material basa su composici贸n en la qu铆mica del aluminio y el
silicio. Al disminuir la cantidad de CaCO3, se contribuye al desarrollo sostenible y a la
reducci贸n de emisiones de CO2.
La patente creada por el Grupo Cementos P贸rtland Valderrivas (GCPV), describe el
proceso de producci贸n de las cemesferas (WO 2009/007470, 2010). Los productos que
forman la materia prima para la elaboraci贸n de las cemesferas son arcillas, calizas,
margas o productos o subproductos industriales, que tras su molienda, son fundidos mediante un fluido gaseoso a elevada temperatura (entre 1250潞C y 1600潞C). Este
proceso permite obtener un producto final en forma esf茅rica maciza o microesfera, que
tras estabilizarse mediante un enfriamiento r谩pido, consigue una alta vitrificaci贸n
id贸nea para su reactividad qu铆mica, con una m铆nima superficie espec铆fica en relaci贸n a
su masa. El producto final obtenido presenta pr谩cticamente la finura requerida y no
precisa ser molido, lo que reduce las emisiones de CO2 por el ahorro de combustible
durante el proceso de molienda. El proceso descrito permite obtener un amplio abanico
de materiales cementantes que, no solo pueden dar respuesta a los problemas generados
por las emisiones de CO2, sino tambi茅n a la disponibilidad de materiales en pa铆ses
donde hasta el momento no se puede fabricar cemento debido a la falta de calizas.
Complementariamente se ha optimizado el m茅todo de c谩lculo del grado de hidrataci贸n a
partir de los resultados del ensayo de ATD-TG en base a los modelos de c谩lculo de
Bhatty y Pane. El m茅todo propuesto permite interpretar el comportamiento futuro del
material a partir de la interpolaci贸n num茅rica de la cantidad de agua qu铆micamente
enlazada. La evoluci贸n del grado de hidrataci贸n tiene una relaci贸n directa con el
desarrollo de la resistencia mec谩nica del material.
Con el fin de caracterizar los materiales de base cemento, se ha llevado a cabo una
amplia campa帽a experimental en pasta de cemento, mortero y hormig贸n. La
investigaci贸n abarca tres niveles: caracterizaci贸n microestructural, macroestructural y
caracterizaci贸n del comportamiento a largo plazo, fundamentalmente durabilidad. En
total se han evaluado ocho adiciones diferentes: cuatro adiciones convencionales y
cuatro tipos de cemesferas con diferente composici贸n qu铆mica. Los ensayos a escala
microsc贸pica comprenden la caracterizaci贸n qu铆mica, granulom茅trica y de la superficie
espec铆fica BET de los materiales anhidros, an谩lisis t茅rmico diferencial y
termogravim茅trico en pasta de cemento y mortero, resonancia magn茅tica de silicio en
pasta de cemento, difracci贸n de rayos X de los materiales anhidros y de las probetas de
pasta, microscop铆a electr贸nica de barrido con analizador de energ铆a dispersiva por rayos
X en pasta y mortero, y porosimetr铆a por intrusi贸n de mercurio en mortero. La
caracterizaci贸n macrosc贸pica del material comprende ensayos de determinaci贸n del
agua de consistencia normal y de los tiempos de inicio y fin de fraguado en pasta de
cemento, ensayos de resistencia mec谩nica a flexi贸n y compresi贸n en probetas
prism谩ticas de mortero, y ensayos de resistencia a compresi贸n en probetas de hormig贸n.
Para caracterizar la durabilidad se han desarrollado ensayos de determinaci贸n del
coeficiente de migraci贸n de cloruros y ensayos de resistividad el茅ctrica en probetas de
mortero.
Todos los ensayos enumerados permiten clarificar el comportamiento de las cemesferas
y compararlo con las distintas adiciones de uso convencional. Los resultados reflejan un
buen comportamiento resistente y durable de los materiales con adici贸n de cemesferas.
La caracterizaci贸n microsc贸pica refleja su relaci贸n con las propiedades mesosc贸picas y
permite comprender mejor la evoluci贸n en los procesos de hidrataci贸n de las
cemesferas. In recent years industrialised societies have become increasingly aware of the problem
posed by indiscriminate emission of greenhouse gases into the atmosphere. Concrete,
with a main component being cement, is arguably the most widely used construction
material. At present, global emissions of CO2 due to the combustion of CaCO3 from
Portland cement represent between 5% and 10% of the total. If the requirement of the
Kyoto Protocol of a reduction of 5% of the total gas produced before 2020 is
considered, then such values are of significant interest.
The main objective of this work is the assessment of the microstructure and the
hydration processes of cements with additions. Such an examination proposes research
into new cementitious products based on vitreous spherical microparticles that may be
added to the cement before the mixing process. The results are compared with the most
commonly used conventional additions. The new material bases its composition on the
chemistry of aluminium and silicates. By decreasing the amount of CaCO3, it is
possible both to contribute to sustainable development and reduce CO2 emissions.
The patent created by Grupo Cementos Portland Valderrivas (GCPV) describes the
production process of microspheres (WO 2009/007470, 2010). The products that form
the raw material for manufacture are clays, lime-stone, marl and industrial products or
by-products that melt after being ground and fed into a gaseous fluid at high
temperatures (1250掳C and 1600掳C). This process allows the obtaining of a product with
a solid-spherical or micro-spherical shape and which, after being stabilised in a solid state by rapid cooling, obtains a high vitrification suitable for chemical reactivity,
having a minimal surface in relation to its mass. Given that the final product has the
fineness required, it prevents grinding that reduces CO2 emissions by saving fuel during
this process. The process, which allows a wide range of cementitious materials to be
obtained, not only addresses the problems caused by CO2 emissions but also enhances
the availability of materials in countries that until the time of writing have not produced
cement due to a lack of limestone.
In addition, the calculation of the degree of hydration from the test results of DTA-TG
is optimised and based on Bhatty and Pane calculation models. The proposed method
allows prediction of the performance of the material from numerical interpolation of the
amount of chemically bound water. The degree of hydration has a direct relationship
with the development of material mechanical strength.
In order to characterise the cement-based materials, an extensive experimental
campaign in cement paste, concrete and mortar is conducted. The research comprises
three levels: micro-structural characterisation, macro-structural and long-term behaviour
(mainly durability). In total, eight additions are assessed: four conventional additions
and four types of microspheres with different chemical compositions. The micro-scale
tests include characterisation of chemical composition, particle size distribution and the
BET specific surface area of anhydrous material, differential thermal and
thermogravimetric analysis in cement paste and mortar, silicon-29 nuclear magnetic
resonance in cement paste, X-ray diffraction of the anhydrous materials and paste
specimens, scanning of electron microscopy with energy dispersive X-ray analyser in
cement paste and mortar, and mercury intrusion porosimetry in mortar. The
macroscopic material characterisation entails determination of water demand for normal
consistency, and initial and final setting times of cement paste, flexural and compressive
mechanical strength tests in prismatic mortar specimens, and compressive strength tests
in concrete specimens. Tests for determining the chloride migration coefficient are
performed to characterise durability, together with electrical resistivity tests in mortar
specimens.
All the tests listed allow clarification of the behaviour of the microspheres and
comparison with the various additions of conventional use. The results show good
resistance and durable behaviour of materials with a microsphere addition. Microscopic
characterisation reflects their relationship with mesoscopic properties and provides
insights into the hydration processes of the microspheres
An谩lisis estructural de muros de f谩brica mediante ensayos no destructivos
Los objetivos fundamentales planteados en este trabajo se resumen a continuaci贸n: Ofrecer un avance para la redacci贸n de mi futura Tesis Doctoral sobre t茅cnicas no destructivas y semi- destructivas para la evaluaci贸n in situ del estado estructural de f谩bricas de ladrillo de edificios que por su valor de patrimonio hist贸rico deban ser conservados. Establecer un estudio preliminar que sirva de base para el desarrollo de un Estado del Arte en la situaci贸n actual, en lo relativo al comportamiento de la f谩brica de ladrillo cer谩mico a compresi贸n y a los ensayos con m铆nimo efecto destructivo. Realizar una campa帽a experimental que aporte resultados sobre la rotura de la f谩brica de ladrillo bajo solicitaciones de compresi贸n uniaxial en probetas de pilares y muros de ladrillo cer谩mico macizo con tres espesores distintos de junta. Desarrollar ensayos de extensometr铆a, esclerometr铆a y ultrasonidos durante la carga de compresi贸n uniaxial. Plantear una discusi贸n sobre los resultados obtenidos y exponer las conclusiones de mayor inter茅s. El objetivo final es dar un primer paso en el an谩lisis del comportamiento en servicio y agotamiento de estas estructuras que permita cuantificar la seguridad de las mismas con valores comparables a los de las estructuras proyectadas y construidas en la actualidad. Por 煤ltimo, los objetivos espec铆ficos fijados para el conocimiento del comportamiento de las estructuras de f谩brica son los siguientes: Identificar los diferentes elementos estructurales que entran en juego y conocer su comportamiento bajo diferentes configuraciones de carga. Establecer las singularidades del comportamiento no lineal de la f谩brica como un material compuesto. Identificar los modos de fallo y las patolog铆as m谩s habituales en f谩bricas de ladrillo cer谩mico.Describir los ensayos no destructivos y semi-destructivos que existen en la actualidad