Materiales de Construcción (E-Journal)
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Predicción del comportamiento de retracción por secado de morteros de cemento Pórtland de alta resistencia bajo la influencia combinada de árido fino y micro fibra de acero
Get PDFThe workability, 28-day compressive strength and free drying shrinkage of a very high strength (121-142 MPa) steel micro fiber reinforced portland cement mortar were studied under a combined influence of fine aggregate content and fiber content. The test results showed that an increase in the fine aggregate content resulted in decreases in the workability, 28-day compressive strength and drying shrinkage of mortar at a fixed fiber content. An increase in the fiber content resulted in decreases in the workability and drying shrinkage of mortar, but an increase in the 28-day compressive strength of mortar at a fixed fine aggregate content. The modified Gardner model most accurately predicted the drying shrinkage development of the high strength mortars, followed by the Ross model and the ACI 209R-92 model. The Gardner model gave the least accurate prediction for it was developed based on a database of normal strength concrete.Se ha estudiado la trabajabilidad, resistencia a la compresión (28 días) y la retracción al secado de morteros de cemento Pórtland de muy alta resistencia (121-142 MPa) reforzados con micro fibra de acero, con la influencia combinada de contenido de árido fino y de micro fibra de acero. El aumento en el contenido de árido fino resultó en la disminución de la trabajabilidad, resistencia a la compresión y la retracción por secado de los morteros con un contenido de fibra específico. El aumento en el contenido de fibra dio lugar a la disminución de la trabajabilidad y la retracción por secado, y a un aumento en la resistencia a la compresión a 28 días en morteros con un contenido específico de árido fino. El modelo modificado de Gardner predijo con más precisión la retracción por secado de mortero de alta resistencia, seguido por el modelo de Ross y el modelo ACI 209R-92. El modelo de Gardner dio la predicción menos exacta debido al hecho de que se desarrolló sobre bases de datos de hormigones de resistencia normal
Cámara reverberante de tamaño reducido para medidas de la absorción sonora
Get PDFThis paper presents the design, construction, calibration and automation of a reverberation chamber for small samples. A balance has been sought between reducing sample size, to reduce the manufacturing costs of materials, and finding the appropriate volume of the chamber, to obtain reliable values at high and mid frequencies. The small-sized reverberation chamber, that was built, has a volume of 1.12 m3 and allows for the testing of samples of 0.3 m2. By using diffusers, to improve the diffusion degree, and automating measurements, we were able to improve the reliability of the results, thus reducing test errors. Several comparison studies of the measurements of the small-sized reverberation chamber and the standardised reverberation chamber are shown, and a good degree of adjustment can be seen between them, within the range of valid frequencies. This paper presents a small laboratory for comparing samples and making decisions before the manufacturing of larger sizes.En este trabajo se muestra el diseño, construcción, calibración y automatización de una cámara reverberante para pequeñas muestras. Se ha buscado un equilibro entre la reducción de tamaño de las muestras para disminuir los costes de fabricación de materiales, y el volumen adecuado que permita obtener valores fiables a determinadas frecuen-cias. La cámara reverberante construida tiene 1.12 m3 de volumen y permite la medida de muestras de 0.3 m2. La colocación de difusores para aumentar el grado de difusión, y la automatización de las medidas, disminuyen los errores de ensayo. Se muestran también diferentes campañas comparativas de medidas en la cámara rever-berante para pequeñas muestras y en la cámara normalizada. Puede verse un buen grado de ajuste entre ambas dentro del rango de frecuencias válido. Por tanto, se muestra un pequeño laboratorio que permite comparar muestras y tomar decisiones, antes de realizar la fabricación de grandes tamaños
Comportamiento a tracción posterior a la fisuración del hormigón reforzado con fibras de acero compactado con rodillo para el diseño y modelado EF
Get PDFFracture of steel-fibre-reinforced-concrete occurs mostly in the form of a smeared crack band undergoing progressive microcracking. For FE modelling and design purposes, this crack band could be characterised by a stress-strain (σ-ε) relationship. For industrially-produced steel fibres, existing methodologies such as RILEM TC 162-TDF (2003) propose empirical equations to predict a trilinear σ-ε relationship directly from bending test results. This paper evaluates the accuracy of these methodologies and their applicability for roller-compacted-concrete and concrete incorporating steel fibres recycled from post-consumer tyres. It is shown that the energy absorption capacity is generally overestimated by these methodologies, sometimes up to 60%, for both conventional and roller-compacted concrete. Tensile behaviour of fibre-reinforced-concrete is estimated in this paper by inverse analysis of bending test results, examining a variety of concrete mixes and steel fibres. A multilinear relationship is proposed which largely eliminates the overestimation problem and can lead to safer designs.La rotura del hormigón reforzado con fibra de acero se produce principalmente en forma de una banda de fisuración que sufre progresiva microfracturación. Para el diseño y modelado EF, esta banda se puede caracterizar por una relación tensión-deformación (σ-ε). Para fibras de acero industriales, existen metodologías (RILEM TC 162-TDF 2003) que proponen ecuaciones empíricas para predecir una relación σ-ε trilinear a partir de resultados de pruebas de flexión. En este artículo se evalúa la precisión de estas metodologías y su aplicación para hormigón compactado con rodillo y hormigón reforzado con fibras de acero recicladas provenientes de neumáticos usados. Se demuestra que estas metodologías generalmente sobreestiman la capacidad de absorción de (hasta un 60%) tanto para el hormigón convencional como para el compactado con rodillo. En este artículo se calcula el comportamiento a tracción del hormigón reforzado con fibra mediante el análisis inverso de resultados de pruebas de flexión de varias composiciones de hormigón y fibras de acero. Se propone una relación multilinear que elimina en gran medida el problema de sobreestima, y puede conducir a diseños más seguros
Cementos Portland con adiciones: manejo de residuos cerámicos de demolición
Get PDFDemolition ceramic wastes (DCWs) were investigated in order to determine their potential use as supplementary cementitious materials in Portland Blended Cements (PBCs). For this purpose, three ceramic wastes were investigated. After characterization of the materials used, the effect of ceramic waste replacement (8, 24 and 40% by mass) was analyzed. Pozzolanic activity, hydration progress, workability and compressive strength were determined at 2, 7 and 28 days. The results showed that the ground wastes behave as filler at an early age, but as hydration progresses, the pozzolanic activity of ceramic waste contributes to the strength requirement.Se estudiaron residuos cerámicos de demolición (DCWs) a fin de determinar su potencial uso como materiales cementicios suplementarios en cementos mezcla (PBC). Para este propósito, se investigaron tres residuos cerámicos. Luego de la caracterización de los materiales a utilizar, se analizó el efecto del reemplazo por residuos cerámico (8, 24 y 40% en peso). Se estudió la actividad puzolánica, el progreso de la hidratación, la trabajabilidad y la resistencia a compresión a 2, 7 y 28 días. Los resultados mostraron que los residuos molidos se comportaron como fillers a edades tempranas, pero con el progreso de la hidratación, la actividad puzolánica de los residuos cerámicos contribuye a los requerimientos de resistencia
Evaluación del subbalasto bituminoso a partir de mezclas a baja temperatura, como alternativa para la construcción de infraestructuras ferroviarias más sostenibles
Get PDFHot bituminous mixtures are becoming widely used in modern railway tracks in the sub-ballast layer. The reason is that these materials allow for both an increase in bearing capacity and greater protection of the substructure respect the traditional granular sub-ballast. Despite these advantages, the fact that these materials are manufactured at a temperature of 160°C means that their application can lead to an important increase in construction costs, pollution and energy consumption. This paper aims to study the possibility of using WMA manufactured at lower temperatures, as bituminous sub-ballast, in order to save energy and reduce emissions throughout the production process, as well as diminish the global costs of this layer. To this end, this study focuses on a comparison of the mechanical behaviour of warm and hot bituminous mixtures as sub-ballast under various loading conditions. The results indicate that WMA offers mechanical behaviour that is comparable to conventional HMA.Las mezclas bituminosas en caliente en infraestructuras ferroviarias son una alternativa cada vez más extendida en vías de altas prestaciones, para mejorar la capacidad portante de la vía y el grado de protección del resto de la subestructura. Sin embargo, el sub-balasto bituminoso presenta una serie de limitaciones asociadas al posible incremento de costes de construcción y a problemas medioambientales derivados de la utilización de mezclas bituminosas en caliente fabricadas a 160°C. Este trabajo, tiene como objetivo estudiar la posibilidad de utilizar WMA fabricado a temperaturas inferiores, como sub-balasto bituminoso con el fin de ahorrar energía, reducir las emisiones y disminuir los costes constructivos de esta capa. Así, este estudio se centra en la comparación entre el comportamiento mecánico de mezclas bituminosas semicalientes y calientes como sub-balasto, bajo diferentes condiciones de carga. Los resultados muestran que el sub-balasto semicaliente presenta una respuesta mecánica comparable a las soluciones convencionales
Preparación de β-belita usando silicatos alcalinos líquidos
Get PDFThe aim of this study is the preparation of β-belite by a solid-state reaction using powdered limestone, amorphous silica and liquid alkali silicates. The raw materials were blended, the mixtures were agglomerated and then burnt. The resulting samples were characterized by X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy. Free lime content in the β-belite samples was also determined. The effects of CaO/SiO2 ratio (1.6–2.1), burning temperature (800–1400 °C), utilization of different raw materials (silica fume, synthetic silica, potassium silicate, sodium silicate, potassium hydroxide) and burning time (0.5–16 h) on free lime content and mineralogical composition were investigated. The purest ?-belite samples were prepared from a mixture of powdered limestone, silica fume and liquid potassium silicate with a ratio CaO/SiO2 = 2 by burning at temperatures between 1100 and 1300 °C for more than 2 h. Decreasing of the CaO/SiO2 ratio led to rankinite formation and lower a burning temperature led to the formation of wollastonite.El objetivo de este estudio ha sido la preparación de β-belita por reacción en estado sólido usando caliza, sílice amorfa y silicatos alcalinos líquidos. Las materias primas se mezclaron y posteriormente, se aglomeraron y calcinaron. Los productos se caracterizaron mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. Se determinó el contenido de cal libre en la β-belita. Se ha estudiado el efecto de la relación CaO/SiO2 (1.6–2.1), temperatura de combustión (800–1400 °C), utilización de diferentes materias primas y el tiempo de combustión sobre el contenido de cal libre en el producto. La β-belita más pura se preparó a partir de la mezcla de piedra caliza en polvo, humo de sílice y silicato de potasio líquido con relación CaO/SiO2 = 2 a temperaturas entre 1100 y 1300 °C durante más de 2 horas. La disminución de la relación CaO/SiO2 produjo rankinita y una temperatura de combustión más baja produjo wollastonita
Impacto del uso de combustibles alternativos sobre la reactividad del clínker
Get PDFThe use of alternative fuels in the cement industry has increased its relevance in the past decades due to their ecological and economic benefits. In concert with the efforts to increase its use, several studies have focused on their potential impact with respect to clinker reactivity and how they could affect the expected physical and mechanical properties. This work studied the effects of five alternative fuels on the reactivity of eight industrial clinker samples, considering several analytical techniques. Differences were identified among the clinker samples after replacing the alternative fuels, mainly with simultaneous eliminations, as in samples S4, S5 and S8. The modifications were related to the polymorph, size and reactivity of tricalcium silicate and to the clinker profile during the hydration process, due to the SO3 consumption rate. These changes were expressed in the higher compressive strengths in comparison with the original reference clinker.El uso de combustibles alternativos en la industria cementera ha ido en incremento en las últimas décadas debido a su beneficio ecológico y económico. En línea con los esfuerzos enfocados en incrementar su uso, se han realizado distintos estudios enfocados en determinar su impacto potencial en la reactividad del clínker y en cómo pueden afectar sus propiedades físicas y mecánicas. Este trabajo estudia el efecto de cinco combustibles alternos sobre la reactividad de ocho muestras industriales de clínker, considerando diferentes técnicas analíticas. Se identificaron diferencias principalmente cuando se realizaron eliminaciones simultáneas de varios combustibles, como en las muestras S4, S5 y S8. Las modificaciones se basan en un cambio en el polimorfo, tamaño y reactividad del silicato tricálcico y del perfil de hidratación de los clínkeres, relacionado con el ritmo del consumo del SO3. Las modificaciones se reflejaron en un incremento en la resistencia a la compresión
Vigas de hormigón de alta resistencia con palma de aceite reforzados con fibras de acero
Get PDFThe utilization of lightweight oil palm shell to produce high strength lightweight sustainable material has led many researchers towards its commercialization as structural concrete. However, the low tensile strength of Oil Palm Shell Concrete (OPSC) has hindered its development. This study aims to enhance the mechanical properties and flexural behaviours of OPSC by the addition of steel fibres of up to 3% by volume, to produce oil palm shell fibre-reinforced concrete (OPSFRC). The experimental results showed that the steel fibres significantly enhanced the mechanical properties of OPSFRC. The highest compressive strength, splitting tensile and flexural strengths of 55, 11.0 and 18.5 MPa, respectively, were achieved in the OPSFRC mix reinforced with 3% steel fibres. In addition, the flexural beam testing on OPSFRC beams with 3% steel fibres showed that the steel fibre reinforcement up to 3% produced notable increments in the moment capacity and crack resistance of OPSFRC beams, but accompanied by reduction in the ductility.La utilización de cáscara ligera de palma de aceite para producir materiales duraderos y de alta resistencia ha llevado a muchos investigadores a su comercialización como hormigón estructural. Sin embargo, la baja resistencia a la tracción del hormigón de cáscara de palma de aceite (OPSC) ha obstaculizado su desarrollo. Este estudio tiene como objetivo mejorar las propiedades mecánicas y los comportamientos de flexión de OPSC mediante la adición de fibras de acero de hasta un 3% en volumen, para producir hormigón armado de fibra de palma de aceite (OPSFRC). Los resultados experimentales mostraron que las fibras de acero mejoraron significativamente las propiedades mecánicas de OPSFRC. En la mezcla OPSFRC reforzada con fibras de acero al 3% se obtuvieron las mayores resistencias a la compresión, resistencia a la tracción ya la flexión de 55, 11,0 y 18,5 MPa, respectivamente. Además, el ensayo de vigas flexibles en haces OPSFRC con fibras de acero al 3% mostró que el refuerzo de fibra de acero hasta 3% produjo incrementos notables en la capacidad momentánea y resistencia a la fisuración de los haces OPSFRC, pero acompañado de una reducción de la ductilidad
Síntesis de un revestimiento nanocompuesto basado en TiO2/ZnAl hidróxidos dobles en capas
Get PDFThe aim of this investigation was the synthesis of nanocomposite coatings based on Zn-Al layered double hydroxides (Zn-Al LDH) and TiO2. The Zn-Al LDH material, which acted as the catalyst support of the active TiO2 component (in the content of 3 and 10 wt. %), was synthesized by a low super saturation co-precipitation method. The interaction between the Zn-Al LDH and the active TiO2 component was accomplished by using vacuum evaporation prior to the mechanical activation and only by mechanical activation. The final suspension based on Zn-Al LDH and 10wt. % TiO2, impregnated only by mechanical activation, showed the optimal characteristics from the aspect of particle size distribution and XRD analysis. These properties had a positive effect on the functional properties of the coatings (photocatalytic activity and self-cleaning efficiency) after the water rinsing procedure.El objetivo de esta investigaci.n fue la preparaci.n de recubrimientos de nanocompuestos basados en Zn-Al hidr.xidos dobles en capas (Zn-Al LDH) y TiO2. El material de LDH Zn-Al, que actuaba como catalizador del componente activo TiO2 (en el contenido de 3 y 10 en peso.%), se sintetiz. por un m.todo de co-precipitaci.n con baja sobresaturaci.n. La interacci.n entre el Zn-Al LDH y el componente activo TiO2 se llev. a cabo mediante el uso de la evaporaci.n al vac.o antes de la activaci.n mec.nica y s.lo por activaci.n mec.nica. La suspensi.n final basada en Zn-Al LDH y 10wt. % TiO2, impregnada solamente por la activaci.n mec.nica, mostr. las caracter.sticas .ptimas desde el aspecto de la distribuci.n de tama.o de part.cula y an.lisis de XRD. Estas propiedades ten.an un efecto positivo sobre las propiedades funcionales de los revestimientos (actividad fotocatal.tica y eficiencia de auto-limpieza) despu.s del procedimiento de aclarado de agua