Materiales de Construcción (E-Journal)
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Patología de materiales de construcción en edificios históricos. Relación entre ensayos de laboratorio y termografía infrarroja
Get PDFStudy of historic buildings requires a pathology analysis of the construction materials used in order to define their conservation state. Usually we can find capillary moisture, salt crystalli-zation or density differences by deterioration. Sometimes this issue is carried out by destructive testing which determine materials’ physical and chemical characteristics. However, they are unfavorable regarding the building’s integrity, and they are sometimes difficult to implement. This paper presents a technique using infrared thermography to analyze the existing pathology and has the advantage of being able to diagnose inaccessible areas in buildings. The results obtained by this technique have been compared with those obtained in the laboratory, in order to validate this study and thus to extrapolate the methodology to other buildings and materials.El estudio de edificios históricos requiere un análisis de la patología de los materiales de construcción empleados para poder definir su estado de conservación. Habitualmente nos encontramos con humedades por capilaridad, cristalización de sales o diferencias de densidad por deterioro. En ocasiones esto se lleva a cabo mediante ensayos destructivos que nos determinan las características físicas y químicas de los materiales, pero que resultan desfavorables respecto a la integridad del edificio, y en ocasiones resulta complejo llevarlos a cabo. Este trabajo presenta una técnica para analizar la patología existente mediante el empleo de termografía infrarroja con la ventaja de poder diagnosticar zonas de difícil acceso en los edificios. Para validar este estudio se han comparado los resultados obtenidos mediante esta técnica con los alcanzados en el laboratorio. De esta forma podemos extrapolar la metodología empleada a otros edificios y materiales
Función de calefacción en pastas de cemento con adición de nanofibras de carbono
Get PDFThe viability of carbon nanofiber (CNF) composites incement matrices as a self-heating material is reported in this paper. This functional application would allow the use of CNF cement composites as a heating element in buildings, or for deicing pavements of civil engineering transport infrastructures, such as highways or airport runways.
Cement pastes with the addition of different CNF dosages (from 0 to 5% by cement mass) have been prepared. Afterwards, tests were run at different fixed voltages (50, 100 and 150V), and the temperature of the specimens was registered. Also the possibility of using a casting method like shotcrete, instead of just pouring the fresh mix into the mild (with no system’s efficiency loss expected) was studied.
Temperatures up to 138 °C were registered during shotcrete-5% CNF cement paste tests (showing initial 10 °C/min heating rates). However a minimum voltage was required in order to achieve a proper system functioning.En este artículo se estudia la viabilidad del uso de matrices cementicias con adición de nanofibras de carbono (NFC) como elementos calefactores. Esto permitiría aumentar la temperatura de estancias en edificación o el deshielo de pavimentos en obras civiles.
Se han fabricado pastas de cemento con distintas dosificaciones de NFC (0, 1, 2 y 5% respecto masa del cemento) y sometidas al paso de corriente continua a distintos potenciales fijos (50, 100 y 150 V), mientras se controlaba la temperatura en distintos puntos. Se ha estudiado la viabilidad de utilizar la proyección de la pasta fresca como método de puesta en obra, sin perjudicar la eficiencia del sistema.
Se consiguieron temperaturas de hasta 138 °C (con velocidades iniciales de 10 °C/min) para pasta proyectada con 5% NFC. Además se ha detectado la necesidad de un potencial mínimo para que la densidad de corriente resultante sea suficiente para producir el efecto esperado
Evolución de la oxidación de la pirrotina presente en áridos para hormigón
Get PDFRocks containing pyrrhotite bands are sometimes used to produce concrete. These rocks oxidize and produce long-term expansive reactions that damage concrete structures, leading to important economic and risk related repercussions. The present study analyses several aspects that affect the oxidation process of the aggregate such as the existence of preferential paths for the entrance of the oxidizing agent and the conversion process of the chemical elements involved in the reaction. For that, host rock samples containing pyrrhotite were investigated by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The results shows that the pyrrhotite appears in bands that create planes of weakness and present cracks that serve as preferential paths for the entrance of oxygen. Furthermore, a new representation is proposed for the oxidation process.Rocas con bandas de pirrotina han sido usadas para producir áridos destinados a la fabricación de hormigones. Las mismas son susceptible a un fenómeno de oxidación que a largo plazo produce la degradación del material, llevando a importantes repercusiones económica y en cuanto a la seguridad. El presente estudio evalúa la influencia de diferentes aspectos que pueden afectar dicho proceso de oxidación del agregado, tales como la existencia de caminos preferentes para la entrada del agente oxidante y los elementos químicos involucrados en la reacción. Para ello, muestras de roca con pirrotina han sido analizadas mediante microscopía electrónica de barrido. Los resultados indican que la pirrotina aparece en bandas que dan lugar a planos de debilidad y fisuración. Esas fisuras actúan como caminos preferentes a la entrada del oxígeno. Asimismo, con base en los análisis realizados se ha propuesto una nueva representación para el proceso de oxidación
Estudio experimental del comportamiento de una fábrica sometida a cargas explosivas
Get PDFThe challenge of protecting the nation against the attack of terrorism has raised the importance to explore the understanding of building materials against the explosion. Unlike most of the building materials, brick masonry materials offer relatively small resistance against blast loading. In this research, a brick masonry wall was exposed to varying blast load at different scaled distances. Six tests with different amounts of explosives at various distances were carried out. Pressure time history, acceleration time history and strain at specific location were measured. The parameters measured from experimental pressure time history and acceleration time history is compared with those determined by ConWep to establish the correlations between experimental determined records and ConWep values. The experimental results were also compared with some researchers. These correlations may assist in understanding the behaviour of masonry structures subjected to explosive loading.Con el reto que supone proteger a la nación contra atentados terroristas se ha visto acrecentada la importancia de conocer el comportamiento de materiales de construcción cuando se someten a una carga explosiva. Al contrario de la mayoría de los materiales, las fábricas de ladrillo ofrecen poca resistencia a dichas cargas. En el presente trabajo, se estudió el comportamiento de una fábrica de ladrillo ante cargas explosivas colocadas a diferentes distancias del muro. Se realizaron seis pruebas con explosivos de potencias distintas y a diferentes distancias. Se trazaron las curvas presión-tiempo y aceleración-tiempo, midiéndose asimismo la deformación en un punto concreto. Los valores experimentales de las curvas presión-tiempo y aceleración-tiempo se compararon con los que se calcularon con la ayuda de la aplicación informática ConWep a fin de establecer las correlaciones entre ambos conjuntos de resultados. También se compararon los resultados experimentales obtenidos con los publicados por otros investigadores. Estas correlaciones podrían contribuir a mejorar el conocimiento del comportamiento de estructuras de fábrica sometidas a cargas explosivas
Activación alcalina: Revisión y nuevas perspectivas de análisis
Get PDFFor many years now the idea of including alkalis in a Portland cement matrix has been regarded as a daft or inexcusably erroneous proposition: despite its absurdity, that opinion has been widely accepted as a basic premise by the scientific and technical community working in the area of the chemistry of cement. In 1957 Glukhovsky proposed a working hypothesis in which he established a close relationship between alkalis and cementitious materials. That hypothesis has become consolidated and has served as a basis for developing a new type of binders, initially called “alkaline cements”. The present paper reviews the most significant theoretical interpretations of the role played by alkalis in the formation of the “stony” structure of cement. It ends with a broad overview of the versatility of this type of materials for industrial applications and a discussion of the possibility of building on the existing legislation to meet the need for the future regulation of alkaline cement and concrete manufacture.Hace algunos años, la sola idea de la presencia de álcalis en una matriz de cemento Portland se consideraba casi como una aberración, o como un error imperdonable; convirtiéndose en un postulado básico (absurdo) ampliamente aceptado por la comunidad científica y técnica vinculada a la química de los cementos. En 1957 Glukhovsky propuso una hipótesis en la que se establecía una estrecha relación entre los álcalis y los materiales cementantes. Hoy día nadie duda de que dicha hipótesis ha servido de base para el desarrollo de una nueva clase de materiales cementantes: “cementos alcalinos”. En el presente trabajo se hace una revisión sobre los aspectos teóricos más relevantes del papel de los álcalis en la formación de estos conglomerantes. También se da una visión genérica de su versatilidad, desarrollo industrial y estado de la normativa actual para regular en el futuro la fabricación de cementos y hormigones alcalinos
Lodo de carbonato de la industria de celulosa como materia prima en las morteros de cemento
Get PDFThis study reports the use of lime mud (LM) in cement-based-mortars. Lime mud is a waste generated in the production of cellulose by the kraft mill process. It is mainly composed of CaCO3, a small amount of magnesium carbonate and other trace minerals. Mortars were prepared by adding different amounts of LM (10, 20 and 30% by weight of cement) in dry weight. The mortar compositions were evaluated through rheology and flow table measurements, assuring that all the samples exhibited adequate conditions for testing in both equipments. The hardened state properties were also evaluated through mechanical strengths at 7, 28 and 90 days of curing. Following a waste management solution perspective, this work intend to provide a general evaluation of LM application in cement based mortars, looking at both fresh and hardened properties in order to guarantee that the final application requirements are not hindered.Este estudio revela el uso de lodo de carbonato (LM) en morteros de cemento. El LM es un residuo compuesto principalmente por CaCO3 generado en la producción de pasta de papel por el método Kraft. Los morteros se prepararon a partir de la adición de diferentes niveles de LM (10, 20 y 30% en peso de cemento) en peso seco. Las composiciones de los morteros fueron caracterizadas através de mediciones de reología de mesa y de flujo, asegurando que las muestras exhibían condiciones adecuadas para su caracterización en ambos equipamientos. Las propiedades en estado endurecido también se evaluaron através de resistencias mecánicas a los 7, 28 y 90 días de cura. Con objeto de gestión de residuos, este trabajo tiene la intención de proporcionar una visión general de la aplicación de LM en los morteros, haciendo hincapié en las propiedades con el fin de garantizar que los requisitos para su aplicación final no se vean obstaculizados
Evaluación del comportamiento a macro-fisuración por fatiga de mezclas bituminosas modificadas con polvo de neumático
Get PDFThe use of crumb rubber modified bitumen (CRMB) in asphalt mixes is a road engineering technology that has become increasingly important in recent years. Given the many economic and environmental benefits of this type of binder, the goal is to give CRMB the same level of performance as conventional polymer-modified bitumen. The appearance and propagation of cracks due to fatigue phenomena is one of the most common distresses affecting road pavements. Since crumb rubber enhances the mechanical properties of asphalt mixes, it can provide a viable solution for fatigue cracking. This paper presents the results of a comparative analysis of the fatigue-cracking behavior of asphalt mixtures manufactured with crumb rubber modified bitumen and polymer-modified bitumen.El empleo de betunes modificados con polvo de neumático usado en la fabricación de mezclas bituminosas es una de las técnicas que mayor auge está teniendo en los últimos años en la ingeniería de carreteras. Dadas sus grandes ventajas económicas y ambientales, este tipo de ligantes pretende conseguir prestaciones similares a la de los betunes modificados con polímeros utilizados habitualmente. La aparición de fisuras debido a fenómenos de fatiga es una de las patologías más comunes en firmes de carretera. Debido a las mejoras de las propiedades mecánicas del betún aportadas tras la incorporación de polvo de neumático, las mezclas fabricadas con estos ligantes se postulan como una posible solución a dicho problema. En este artículo se lleva a cabo un análisis comparativo del comportamiento a fisuración por fatiga realizado sobre mezclas bituminosas fabricadas con betún modificado con polvo de neumático y con polímeros
Uso potencial de ceniza de lodo de depuradora (CLD) como sustitución de cemento en bloques de hormigón prefabricados
Get PDFThe present study explored the technological feasibility of re-using sewage sludge ash (SSA) as a Portland cement replacement in commercially manufactured pre cast concrete blocks. The blocks analysed were made to the guidelines laid down in Spain’s National Plan for Waste Water Treatment Plant Sludge, 2001–2006, and European Union specifications (CE marking) for such products. Performance was compared in three families of blocks, with 0, 10 and 20% SSA. The findings proved that SSA is apt for pre cast concrete block manufacture and that, in addition to the economic and environmental benefits afforded, its use would improve certain of the properties of conventional block.El objetivo de esta investigación es estudiar el uso potencial de las cenizas de lodos de depuradora (CLD), como sustitución del cemento Portland en bloques de hormigón prefabricados, de forma que se pueda lograr una revalorización de este material de desecho mediante este procedimiento. La metodología utilizada en este trabajo se rige por las directrices del Plan Nacional Español de Lodos de Aguas Residuales de 2001–2006, y por las exigencias del Consejo Europeo (marcado CE), que es obligatorio para este tipo de productos. Se han utilizado dos niveles de sustitución de cemento (10% y 20%), y todos los resultados han sido referidos a las muestras control. Los resultados obtenidos muestran que es posible utilizar una sustitución parcial del cemento por CLD, en la fabricación de bloques de hormigón prefabricados, y por lo tanto, se pueden conseguir beneficios económicos y ambientales, así como la mejora de una serie de propiedades
Cementos con altos contenidos en belita obtenido a partir de materias primas alternativas
Get PDFThree high belite laboratory clinkers were prepared from traditional and alternative raw materials. Reference clinker was obtained from 77% limestone, 11% sandy clays, 11% fatty clays and 1% iron scales. The fatty clays were replaced by red brick powder in the raw meal of the second clinker and were lowered to 2% with the replacement of 10% of the limestone by egg shells in the third clinker. The SEM examination revealed clear presence of crossed striae and twinning in the rounded belite grains of the reference clinker caused by the transformation of the α´-belite to the β polymorph. Striae were weaker in the second and third clinkers indicating a probable stabilization of the α ‘-belite polymorph.
Compressive strength of the respective cements were attained first after 28 days and the early strength did not improve with increasing fineness. Higher compressive strength values were found for the cement prepared from second clinker.Se han preparado tres clinkeres de laboratorio con altos contenidos en belita a partir de materias primas tradicionales y alternativas. El clinker de referencia se obtuvo a partir de una mezcla de caliza, arcillas arenosas y grasas y limaduras de hierro. Las arcillas grasas fueron sustituidas por polvo de ladrillo rojo en la preparación del segundo clinker, y en el tercero el contenido de arcilla grasa fue de solo un 2% y parte de la caliza fue sustituida por cascara de huevo.
El estudio realizado por SEM muestra superficies estriadas alrededor de los granos de belita que indican una transformación del polimorfo α´ a la forma β-C₂S, durante el enfriamiento. Esas estrías son menos marcadas en el segundo y tercer clinker, indicando, una estabilización del polimorfo α´-C₂S.
Los valores de resistencias a compresión de los correspondientes cementos, a 28 días de curado, no se ven incrementados por la finura de dichos cementos. Las mayores resistencias se obtuvieron en el cemento preparado a partir del clínker con polvo de ladrillo rojo
Modificación del factor de eficacia de las bielas en vigas de canto de hormigón reforzadas con laminados de polímero reforzado con fibras de carbono
Get PDFThis paper proposes a method to modify the strut effectiveness factor in the strut-and-tie model for CFRP-strengthened reinforced concrete deep beams. Two groups of deep beams comprising six ordinary reinforced concrete deep beams and six CFRP-strengthened reinforced concrete deep beams were experimentally tested under the four-point bending configuration. The shear span-to-effective depth ratio of the beams in each group was 0.75, 1.00, 1.25, 1.50, 1.75, and 2.00. The theoretical principal tensile strain in CFRP-strengthened struts was modified based on a proposed empirical relationship, based on two ratios: the experimental to the theoretical value of principal tensile strain and the shear span-to-effective depth of deep beams.En este trabajo se propone un método en el que se modifica el factor de eficacia que se aplica a las bielas en el modelo de bielas y tirantes para vigas de canto de hormigón reforzadas con laminados CFRP (polímero reforzado con fibras de carbono). Mediante el ensayo a cuatro puntos se determina la resistencia a flexotracción de doce vigas de canto divididas en dos grupos de seis, las del primer grupo de hormigón armado normal y las del segundo de hormigón reforzado con laminados de CFRP. En ambos grupos cada una de las seis vigas se caracteriza por una relación luz de cortante-canto útil distinta, con valores utilizados de: 0.75, 1.00, 1.25, 1.50, 1.75, y 2.00. El valor teórico de la deformación principal por tracción de la biela reforzada con CFRP se modifica de acuerdo con la relación empírica propuesta en este trabajo. Esta se establece a partir de otras dos: la relación entre los valores experimental y teórico de la deformación por tracción principal y la relación luz de cortante-canto útil de las vigas de canto