Materiales de Construcción (E-Journal)
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Influencia del ácido cítrico en el comportamiento al fuego de revestimientos de yeso de elementos constructivos y estructurales
Full text linkTo improve the workability in gypsum plasters, additives are sometimes used, including citric acid, which provides acceptable setting times for low w/g ratios, maximizing the mechanical properties of the material. The influence of citric acid on the fire response of gypsum coatings is not well known, and so our aim was to analyze the effects that citric acid produces on the behavior of gypsum plasters exposed to fire. Temperature measurements were made with sensors and thermal imaging cameras while other instrumental techniques, including SEM, XRD and TG, were used to characterize the microstructure and composition of gypsum materials subjected to the action of fire. The fire had a greater effect on gypsum plasters containing citric acid as revealed by the cracking patterns and heat propagation profiles observed. Likewise, micro-cracks were observed in gypsum specimens, containing and non-containing citric acid, exposed to fire. In all cases, the alterations were consistent with the temperature profiles and chemical composition of the faces whether exposed to fire or not.Habitualmente, para mejorar la trabajabilidad del yeso se utilizan aditivos, entre ellos el ácido cítrico, que proporciona tiempos de fraguado aceptables para relaciones a/y bajas, potenciando al máximo las propiedades mecánicas de este material. La influencia del ácido cítrico en la respuesta frente al fuego de revestimientos de yeso no se conoce bien. El objetivo de este trabajo consiste en analizar los efectos que produce el ácido cítrico en el comportamiento frente al fuego del yeso. Para ello se usaron medidas de temperatura con sensores, cámara termográfica y otras técnicas instrumentales (SEM, XRD y TG) para caracterizar la microestructura y composición de los materiales de yeso sometidos a la acción del fuego. El fuego tuvo mayor efecto en yesos que contienen ácido cítrico, tal como revelaron los patrones de fisuración y los perfiles de propagación de calor obtenidos. Asimismo, se apreció formación de micro-fisuras en probetas de yeso aditivadas con ácido cítrico y sin aditivar, expuestas a fuego. En todo caso, la manifestación de las alteraciones fue coherente con los perfiles de temperatura y composición química de la cara expuesta y no expuesta al fuego
Evaluación de la resistencia a compresión a largo plazo de geopolímeros producidos con metacaolín y ceniza de lodo de depuradora
Full text linkThis paper aimed to evaluate the long-term compressive strength development of the sewage sludge ash/metakaolin (SSA/MK)-based geopolymer. SSA/MK-based geopolymeric mortars and pastes were produced at 25ºC with different SSA contents (0 - 30 wt.%). Compressive strength tests were run within the 3-720 curing days range. A physicochemical characterisation (X-ray diffraction and scanning electron microscopy) was performed in geopolymeric pastes. All the geopolymeric mortars presented a compressive strength gain with curing time. The mortars with all the SSA evaluated contents (10, 20, 30 wt.%) developed a compressive strength over 40 MPa after 720 curing days at 25ºC. The maximum compressive strength of the mortars with SSA was approximately 61 MPa (10 wt.% of SSA), similarly to the reference mortar (100% MK-based geopolymer). The microstructure analyses showed that the SSA/MK-based geopolymer presented a dense microstructure with N-A-S-H gel formation.En este estudio se evaluó la resistencia a compresión a largo plazo de geopolímeros con metacaolín (MK) y ceniza de lodo de depuradora (SSA). Se estudiaron morteros y pastas de geopolímeros SSA/MK con distintas proporciones de SSA (0-30%) curados a 25ºC. Se determinaron resistencias a compresión en el intervalo de 3 a 720 días. La caracterización de pastas se realizó por medio de difracción de rayos X y microscopia electrónica de barrido. Todos los morteros desarrollaron ganancia de resistencia a compresión a lo largo del tiempo. Después de 720 días de curado, todos los morteros con SSA (10, 20 y 30% en peso) presentaron resistencias superiores a 40 MPa. El mortero con 10% de SSA mostró el mayor valor de resistencia a compresión (~61 MPa), alcanzando un valor similar al reportado para el mortero con 100% MK. El análisis de pastas mostró una microestuctura densa, con formación de gel N-A-S-H
Durabilidad de UHPFRC funcionalizados con nanoaditivos por la acción sinérgica de sulfatos y cloruros en estado fisurado y no fisurado
Full text linkThis paper studies the durability of Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) with high Blast Furnace Slag content (BFS) and nanoadditives such as crystalline admixture (CA), alumina nanofibres (ANF) and cellulose nanocrystals (CNC), exposed to different aggressive environmental conditions: 1) three aggressive media: a) deionized water (dw), b) sulphate rich solution (ss) and c) simulated geothermal water (sgw) containing sulphate and chloride; 2) two water interaction conditions: a) static and b) dynamic (water impact); and 3) with and without the presence of cracks. Durability was analysed over 24 months, measuring several physical and chemical parameters of the system, recording changes in both the aggressive media and the concrete. All UHPFRC types demonstrate good durability, showing high resistance to expansion and deformation in the sulphate-rich media. A leaching process occurs in all water interaction systems, the dynamic interaction in sgw being the most aggressive. The interaction of sgw inside the crack favours the formation of solid phases such as calcium carbonates and ettringite, while the presence of nanoadditives affects the response of both the matrix and the formation of precipitates within the crack.El objetivo de este trabajo está enfocado en el estudio de la durabilidad de hormigones de ultra altas prestaciones reforzados con fibras (UHPFRC) con alto contenido en escoria de alto horno (BSF) y nanoaditivos como aditivo cristalino (CA), nanofibras de alúmina (ANF) y nanocristales de celulosa (CNC), expuestos a diferentes condiciones ambientales agresivas: 1) Tres medios agresivos: a) agua desionizada (dw), b) rico en sulfatos (ss) y c) agua geotérmica simulada (sgw) que contiene sulfatos y cloruros; 2) dos condiciones de interacción de agua: a) estática y b) dinámica (impacto de agua); y 3) con y sin la presencia de fisuras. La durabilidad fue analizada durante 24 meses, midiendo varios parámetros fisico-químicos del sistema, informando acerca de los cambios en el medio agresivo y en el hormigón. Todos los tipos de UHPFRC demostraron buena durabilidad mostrando una alta resistencia a la expansión y a la deformación en medios de alto contenido en sulfatos. Un proceso de lixiviación tuvo lugar en todos los sistemas de interacción, siendo el dinámico en sgw el más agresivo. La interacción del sgw dentro de la fisura favorece la formación de fases sólidas como carbonatos de calcio y etringita, mientras que la presencia de nanoaditivos afecta a la respuesta de la matriz, así como la formación de precipitados dentro de la fisura
Rendimiento de morteros de caucho que contienen caucho recubierto de sílice
Full text linkThis paper investigates the influence of silica coated rubber on the performance of rubber mortars. A classical Stöber sol-gel method is applied to produce a layer of silica coating on rubber particles, which is used to partially replace the fine aggregates in concrete. The effects of the surface-modified rubber particles on the flowability, mechanical strength, capillary water absorption rate, and microstructure of mortars are examined. The results show that the silica coating on the rubber particles reduces the contact angle between the rubber particles from 120° to 103° (i.e., by 17°) and changes the hydrophobic properties from strong hydrophobicity to weak hydrophobicity. The mechanical strengths of mortars are significantly improved by the incorporation of surface-modified rubber particles, i.e., from 41.60% to 44.86% (compressive strength) and from 7.80% to 26.28% (flexural strength). In addition, the incorporation of surface modified rubber particles increases the density of the mortar’s microstructure and enhances the interfaces with its surrounding pastes.Este trabajo investiga la influencia del caucho recubierto de sílice en el rendimiento de los morteros de caucho. Se aplica un método clásico de Stöber sol-gel para producir una capa de revestimiento de sílice sobre las partículas de caucho, que se utiliza para reemplazar parcialmente los áridos finos en el hormigón. Se examinan los efectos de las partículas de caucho modificadas en la superficie sobre la fluidez, la resistencia mecánica, la tasa de absorción de agua por capilaridad y la microestructura de los morteros. Los resultados muestran que el revestimiento de sílice de las partículas de caucho reduce el ángulo de contacto entre las partículas de caucho de 120° a 103° (es decir, en 17°) y cambia las propiedades hidrofóbicas de hidrofobia fuerte a hidrofobia débil. Las resistencias mecánicas de los morteros mejoran significativamente con la incorporación de partículas de caucho modificadas en la superficie, del 41,60% al 44,86% (resistencia a la compresión) y del 7,80% al 26,28% (resistencia a la flexión). Además, la incorporación de partículas de caucho modificadas en la superficie aumenta la densidad de la microestructura del mortero y mejora las interfases con las pastas que lo rodean
Evaluación experimental del efecto de diferentes condiciones de diseño en el riesgo de pudrición de la madera expuesta al clima exterior
Full text linkWood decay have the greatest impact on in-service wood structural elements. In most cases, decay is associated with excessive accumulation of moisture in the wood. The structural design conditions have an effect on the wood moisture content and this affects the service life of the material. In this study, which involved an experimental trial specifically designed to embrace different structural design conditions, the moisture content evolution in different places affected by different design conditions was evaluated over a period of three years in Madrid (Spain). The effect of protection by eaves, separation from the ground and the vertical or horizontal arrangement of the wood elements on the monthly evolution of the moisture content and decay risk are assessed.La pudrición es el factor que mayor impacto tiene en la vida en servicio de los elementos estructurales de madera. En la mayoría de los casos, la pudrición se asocia con una acumulación excesiva de humedad en la madera. Las condiciones de diseño estructural tienen un efecto sobre el contenido de humedad y esto afecta la vida útil del material. Para realizar el estudio se hizo uso de un dispositivo experimental diseñado específicamente para incorporar diferentes condiciones de diseño estructural, evaluándose la evolución del contenido de humedad durante un período de tres años en Madrid (España) en diferentes posiciones afectadas por las condiciones de diseño. Se evalúa el efecto de la protección por aleros, la separación del suelo y la disposición vertical u horizontal de los elementos de madera sobre la evolución mensual del contenido de humedad y el riesgo de pudrición
Análisis de diferentes tratamientos de la interfaz entre la mampostería de bloques de hormigón celular y la estructura de hormigón armado tras el ensayo de resistencia a la compresión uniaxial
Full text linkAutoclaved aerated concrete (AAC) masonry is widely used in civil construction but requires further investigation. Hence, this experimental study evaluated three types of interface treatment between the reinforced concrete structure and AAC masonry, in scale, after a uniaxial compression resistance test. The types of interface treatment considered are reinforcement with steel bars, with rough polymeric cementitious mortar, and without treatment. The maximum load capacity, displacements, and occurrence of cracks were analysed. The results showed that the maximum individual load capacity did not significantly differ among the examined groups. However, the analysis of the displacements and cracks showed that the group with steel reinforcement had the smallest displacements and largest cracks. This behaviour is owing to the greater solidarity of forces conferred by steel reinforcement.La mampostería de hormigón celular curado en autoclave (AAC) se utiliza ampliamente en la construcción civil, pero requiere una mayor investigación. Por eso, este estudio experimental evaluó tres tipos de tratamiento de la interfaz entre la estructura de hormigón armado y la mampostería de AAC, en escala, tras una prueba de resistencia a la compresión uniaxial. Los tipos de tratamiento de la interfaz considerados fueron el refuerzo con barras de acero, mortero cementante polimérico rugoso y sin tratamiento. Se analizó la capacidad de carga máxima, los desplazamientos y la aparición de fisuras. Los resultados mostraron que la capacidad de carga máxima individual no difiere significativamente entre los grupos examinados. Sin embargo, el análisis de los desplazamientos y las fisuras mostró que el grupo con refuerzo de acero tenía los menores desplazamientos y las mayores fisuras. Este comportamiento se debe a la mayor solidaridad de fuerzas que confiere el refuerzo de acero
Influencia de las cenizas volantes, las fibras de vidrio y las aguas residuales en la producción de hormigón con árido reciclado
Full text linkTo encounter the issues of waste materials, low tensile strength of concrete and environmental impacts of cement production, research is needed to develop a sustainable concrete. This study has endeavored to investigate the effects of using recycled coarse aggregates (RCA), various types of wastewater effluents, fly ash, and glass fibers on the mechanical and durability behavior of recycled aggregate concrete (RAC) incorporating with fly ash and glass fibers (FGRAC). Six different kinds of wastewater effluents for the mixing of concrete, 100% replacing the natural coarse aggregates with RCA, and 30% replacement of cement with fly ash were used for the development of concrete. The experimental measurement portrayed that the textile factory effluent presented the highest compressive and tensile strengths of concrete. Fertilizer factory effluent portrayed the highest water absorption, mass loss due to acid attack, and chloride penetration to concrete.Para enfrentar los problemas de los materiales de desecho, la baja resistencia a la tracción del hormigón y los impactos ambientales de la producción de cemento, se necesita investigación para desarrollar un hormigón sostenible. Este estudio investiga los efectos del uso de áridos gruesos reciclados (RCA), varios tipos de efluentes de aguas residuales, cenizas volantes y fibras de vidrio sobre el comportamiento mecánico y la durabilidad del hormigón con árido reciclado (RAC), incorporando cenizas volantes y fibras de vidrio (FGRAC). Para el desarrollo del hormigón se utilizaron seis tipos diferentes de efluentes de aguas residuales, se sustituyó el 100% de los áridos gruesos naturales por RCA y el 30% del cemento por cenizas volantes. Se comprobó que el empleo de efluente de fábrica textil promovió la mayor resistencia a la compresión y a la tracción del hormigón. El empleo del efluente de la fábrica de fertilizantes presentó la mayor absorción de agua, pérdida de masa debido al ataque de ácido y penetración de cloruro en el hormigón
Bioestabilización de suelos e interacción con los procesos de compactación para la producción de estructuras ingenieriles de tierra
Full text linkInteraction between microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) and compaction procedures to stabilise raw soil materials has been studied with the aim of producing earthen engineering structures. Initial tests to optimise MICP in aqueous medium and in selected soils were performed. MICP and compaction were finally applied to assess medium-size elements. The main result was that sandy soils should be compacted before irrigation treatment to close the existing voids and prevent bacterial sweeping, whereas clayey soils should be compacted after irrigation treatment to avoid the plugging effect. MICP improved small sand soil compressive strength by up to 32% over the value reached by compaction alone. However, MICP had no positive effect on coarse soils and soils with an optimum particle size distribution: MICP treatment was not able to fill large connected voids in the first case and it caused little void generation due to bacteria sporulation in the second.Se estudió la interacción entre la precipitación de carbonato de calcio inducida por bacterias (MICP) y los procesos de compactación para estabilizar suelos naturales para producir estructuras de tierra. Se realizaron ensayos iniciales en medio acuoso para optimizar la MICP. El uso conjunto de MICP y compactación fue evaluado en elementos de tamaño medio. Los resultados indican que los suelos arenosos deben ser compactados antes de los tratamientos por irrigación para cerrar los huecos evitando el lavado de bacterias, mientras que los suelos arcillosos deben ser compactados después de las irrigaciones para evitar colmatar la superficie. La MICP mejoró la resistencia a compresión de la arena fina en un 32% en comparación con únicamente compactar. No obstante, no mejoró la resistencia de suelos granulares ni con una distribución de partículas óptima, por la interconexión de poros en el primer caso y la generación de vacíos por esporulación en el segundo
Variación magnética en aceros de construcción sometidos a esfuerzos de tracción. Investigación empírica con bobinas de Helmholtz
Full text linkSteel is responsible for providing resistance to flexotraction to reinforced concrete structures. Steel is responsible for providing reinforced concrete structures with a flexural strength. For this reason, it is important to study its behaviour under different tensile states. This study used measuring equipment that was able to determine variations in magnetic properties of B500-SD steel bars during standard tensile tests. The magnetic field generated by a Helmholtz coil was collected through a secondary circuit. This enables the induced electromotive force to relate with the steel deflection stages when subjected to the tests. Moreover, it was possible to determine the variation of magnetic permeability when submitting 12mm and 16mm diameter bars to different tensile states. This method could prove extremely useful in determining the tensile state of ribbed steel bars that are embedded into the concrete structure.El acero se encarga de dotar de resistencia a flexotracción a las estructuras de hormigón armado. Por esto, es imprescindible conocer cuál es su comportamiento cuando se encuentra sometido a distintos estados de tensión. En este trabajo se ha implementado un equipo de medida capaz de determinar las variaciones en las propiedades magnéticas de las barras de acero B500-SD cuando se someten a un ensayo de tracción normalizado. El campo magnético generado por una bobina Helmholtz ha sido recogido mediante un circuito secundario, permitiendo relacionar la fuerza electromotriz inducida con las etapas de deformación del acero durante el ensayo de tracción. Además, se ha podido determinar cómo varía la permeabilidad magnética al someter barras de diámetro 12 mm y 16 mm a distintos estados de tensión. Este método puede ser útil para conocer el estado tensional de las barras de acero cuando se encuentran dentro de una estructura de hormigón
Sustitución de áridos por arena de fundición residual: efectos sobre las propiedades físicas de morteros
Full text linkThe substitution of the normalized aggregate by residual foundry sand (WFS) was studied on the physical properties of mortars by means of resistance to compression and capillary absorption tests. The aggregate was replaced by WFS in its natural state (WFS), washed residual foundry sand (WFSW) and heat treated residual foundry sand (WFST). The WFS had a percentage of bentonite, which was sought to be thermally activated. It was found that the physical behavior of the mortars containing WFS and WFSW was similar to that of the control sample. The clay recovered from the sand washing was evaluated for its pozzolanic potential, it was found that, with the thermal treatment, the montmorillonite acquires pozzolanic behavior. Mortars with WFST presented a drop in compressive strength. The pozzolanic effect achieved in the clay was not reflected in the compressive strength of the mortars with WFST.Se estudió la sustitución del árido normalizado por arena de fundición residual (WFS) sobre las propiedades físicas de morteros mediante ensayos de resistencia a la compresión y absorción capilar. El agregado fue reemplazado por WFS en su estado natural (WFS), arena de fundición residual lavada (WFSW) y arena de fundición residual tratada térmicamente (WFST). La WFS tenía porcentaje de bentonita, que se buscó activar térmicamente. Se encontró que el comportamiento físico de los morteros que contienen WFS y WFSW, fue similar al de la muestra control. A la arcilla recuperada del lavado de arena se le evaluó su potencial puzolánico, se encontró que, con el tratamiento térmico, la montmorillonita adquiere comportamiento puzolánico. Los morteros con WFST, presentaron una caída en la resistencia a la compresión. El efecto puzolánico logrado en la arcilla no se reflejó en la resistencia a la compresión de los morteros con WFST