Influencia de la composición de distintos hormigones en los mecanismos de transporte de iones agresivos procedentes de medios marinos
- Autores: Mohamed Mahmoud Abdelkader Metwaly
- Directores de la Tesis: Amparo Moragues (dir. tes.), Encarnación Reyes Pozo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2010
- Idioma: español
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
- Resumen
El objetivo principal de esta tesis ha sido estudiar el comportamiento de un cemento resistente a sulfatos con adiciones minerales y el de un cemento de escoria en comparación con el que tiene un cemento portland resistente a sulfatos. Se ha estudiado la evolución mecánica y durable de los mismos en ambientes agresivos que contienen cloruros, sulfatos y magnesio presentes también en medios marinos. El fin primordial con el que se planteó era intentar establecer una relación entre la microestructura, la porosidad y la permeabilidad, sobre la que fundamentar la utilización de estos parámetros, junto con otros factores, además de la resistencia, como criterios a considerar en el diseño de una mezcla adecuada de la que resulte un hormigón durable para usar en este ambiente.
En este trabajo se ha diseñado una amplia campaña experimental con cuatro dosificaciones diferentes de hormigón para estudiar la influencia de las principales adiciones utilizadas en este medio. Los hormigones fueron dosificados con una relación agua/material cementicio de 0,45 y ensayados a edades de 7, 28 y 91 días. El efecto de las distintas adiciones minerales (humo de sílice, cenizas volantes y escoria de alto horno) se analizó por medio de análisis térmico diferencial (DTA), difracción de rayos X (DRX), porosimetría por intrusión de mercurio (MIP), permeabilidad a los gases, difusión de iones (cloruro, sulfato y magnesio), así como las propiedades mecánicas del hormigón (resistencia a compresión, resistencia a tracción y módulo de elasticidad). Para simular la agresividad del medio marino los hormigones se sumergieron en disoluciones conteniendo cloruro sódico, sulfato sódico y sulfato magnésico respectivamente con una concentración de 1 molar. Posteriormente se evalúa su comportamiento a distintas edades de exposición: 6, 12 y 18 meses.
Además en este trabajo se ha desarrollado un modelo numérico para simular la difusión de los iones agresivos (cloruros y sulfatos) en el hormigón. Este modelo se basa en una solución de la ecuación de difusión-reacción que es alimentada por parámetros relativos a la dosificación, composición del material y estructura porosa. Se trata pues de un modelo de carácter predictivo que pueda anticipar los daños en el material.
Los datos obtenidos han mostrado que el comportamiento mecánico y la capacidad de transporte de fluidos en el hormigón vienen determinados por la estructura porosa del material. También se ha observado que la incorporación de la adición de humo de sílice, cenizas volantes y escoria de alto horno al hormigón, mejoran sus propiedades mecánicas, la resistencia a la penetración de los iones cloruros y la estructura porosa. La utilización de cementos resistentes a sulfatos (I 42,5 R/SR y III/B 42,5 L/SR) en el hormigón, han mejorado las propiedades mecánicas, la permeabilidad al gas y la resistencia a la penetración de los iones sulfato y magnesio.
Los resultados numéricos de difusión de iones cloruros y sulfatos obtenidos a partir del modelo se han comparado con los obtenidos experimentalmente en este estudio, obteniendo una buena correlación. De esta forma el modelo puede ser de utilidad para predecir la penetración de cloruros y sulfatos con el tiempo, siendo posible utilizarlo de base para buscar una calidad adecuada del hormigón a utilizar en ambiente marino sumergido.
