Materiales de Construcción (E-Journal)
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Fases termodinámicamente estables en el sistema cerrado CaO-SiO2-Al2O3-CaSO4-H2O a 25 ºC. Aplicación a sistemas cementantes
Get PDFOne of the chief causes of cement and concrete deterioration is the loss of durability prompted by sulphate attack. The existing standards call for long test periods (2- 12 months). Thermodynamic modelling is a particularly appropriate technique for studying systems that only reach equilibrium in the long term. Used in the present study to establish the fields of thermodynamic stability for the phases in the CaO-SiO2-Al2O3-CaSO4-H2O system at 25 ºC. According to the model, gypsum is stable at sulphate ion concentrations of 1.23e-2 mol/kg and over, while ettringite exhibits stability at concentrations ranging from 7.64e-6 to 1.54e-2 mol/kg. Ettringite is compatible with all system phases except SH and gypsum only with ettringite, the C-S-H gels, AH3 and SH. None of the calcium aluminates or silicoaluminates in the system is compatible with gypsum: in its presence, they all decompose to cement deteriorating ettringite. Finally, the model revealed that the maximum sulphate concentration at which C-S-H gel is stable is slightly higher in systems with than without Al2O3.Uno de los principales problemas asociados al deterioro de cementos y hormigones es la pérdida de durabilidad por ataque de sulfatos. La normativa existente requiere largos tiempos de ensayo (2-12 meses). La modelización termodinámica es una técnica particularmente adecuada para el estudio de sistemas que alcanzan el equilibrio en tiempos largos. Aplicando esta metodología se han establecido los campos de estabilidad termodinámica de las fases del sistema CaO-SiO2-Al2O3-CaSO4-H2O a 25 ºC. El yeso es estable a partir de la [SO42-] = 1,23e-2 mol/kg, y la ettringita es estable en un rango de [SO42-] = 7,64e-6 -1,54e-2 mol/kg. La ettringita es compatible con todas las fases del sistema excepto con SH y el yeso sólo con la ettringita, los geles C-S-H, el AH3 y el SH. Ninguno de los aluminatos o silicoaluminatos cálcicos son compatibles con el yeso, en su presencia se descomponen dando etringita. Finalmente, la máxima [SO42-] en la que es estable el gel C-S-H es ligeramente superior en sistemas que contienen Al2O3 con respecto a los que no lo poseen
Efecto del tamaño de la probeta y condiciones de carga en el ensayo de tracción indirecta
Get PDFDue to the difficulties inherent in the direct measurement of concrete tensile strength, experimental methods have been devised to determine this property indirectly. One such method, the splitting or indirect tensile test, also known as the Brazilian test, is widely used for its convenience and applicability to freshly moulded cubic and cylindrical specimens, as well as to hardened concrete core samples.Nevertheless, the strength values obtained with this method have been observed to differ with specimen size. Moreover, the strength values calculated with the formula proposed in the existing standards fail to reflect real test conditions and actually overestimate tensile strength.The experimental results reported in this article show that if the test set up is modified slightly and the equation for calculating strength is adjusted, consistent strength values are obtained, regardless of specimen size, in the range of diameters studied (45 - 294 mm).Debido a la dificultad que existe para caracterizar la resistencia a tracción del hormigón por medio del ensayo de tracción directa, se han validado métodos experimentales indirectos para determinar esa propiedad. Uno de esos métodos, el ensayo de tracción indirecta o ensayo Brasileño, se usa ampliamente por su facilidad de ejecución, por la posibilidad de determinarse sobre probetas cúbicas o cilíndricas moldeadas con hormigón fresco y porque también se pueden ensayar testigos de hormigón endurecido.No obstante, cuando se analizan detenidamente los resultados obtenidos con probetas de distintos tamaños, se observa que la resistencia depende del tamaño de la probeta. Por otra parte, los valores de la resistencia calculados con la expresión propuesta por las normas técnicas vigentes no reflejan las condiciones reales de ejecución del ensayo, sobreestimando la resistencia a la tracción del material.A partir de los resultados experimentales presentados en este artículo se observa que, modificando levemente la configuración del ensayo y haciendo un ajuste en la ecuación de cálculo de la resistencia, se obtienen valores de la resistencia independientes del tamaño en el rango de diámetros estudiados (45-294 mm)
Escayola reforzada con fibras de polipropileno y aligerada con perlas de poliestireno expandido
Get PDFA new construction material has been obtained by adding aggregate to gypsum plaster which, without reducing the bending strength of plain gypsum plaster without aggregates, lowers its density, and consequently the weight of the construction elements made from the agglomerated material, by half.The aggregates used were expanded polystyrene beads and short polypropylene fibre.The new material addresses one of the issues of cardinal interest in construction materials and construction element research, namely the need to lighten materials so as to ease the burden on buildings’ bearing structures while facilitating assembly of construction units, by a single worker wherever possible.With a water / binder ratio of 0.7 and 2% (by weight of plaster) of expanded polystyrene and 2% of polypropylene fibre aggregates, the decline in density achieved was 50,88% over plain gypsum plaster and 32.88% over plasterboard.Se ha obtenido un nuevo material de construcción aditivando el yeso o la escayola, mediante la incorporación de agregados, de modo que sin reducir la resistencia a flexotracción de una escayola sin ningún tipo de adición, reduce su densidad a la mitad, y por tanto, el peso de los elementos constructivos que puedan realizarse basándose en él.El material está compuesto por una adición de gránulos de poliestireno expandido y fibras cortadas de polipropileno.El nuevo material incide sobre aquellos aspectos de más interés en el campo de la investigación en construcción, en donde se intenta reducir el peso de los materiales, de modo que se grave lo menos posible la estructura resistente de las edificaciones, a la par que se facilitan los procedimientos de montaje de las unidades constructivas, al poder ser manejadas por un solo operario.La escayola, con relación de agua/conglomerante de 0,7, y con adiciones del 2% en peso (sobre la cantidad de escayola), tanto de poliestireno expandido como de fibras de polipropileno, permite reducir la densidad en un 50,88% sobre los valores de una escayola sin ningún tipo de adición y de un 32,88% con respecto a las placas de yeso laminado
Valorización de residuos agroindustriales incinerados como adición puzolánica. Estudio comparativo con el humo de sílice español
Get PDFThis study attempted to determine the viability of using incinerated agro-industrial waste, ashes C1 and C2, as possible artificial pozzolanic additions in traditional and highperformance concretes and mortars, mainly, and for this reason, a comparative study was likewise conducted with Spanish silica fume (HS). The conclusion drawn from the findings was that the two ashes used could be regarded to be centainly, silicic artificial pozzolanic additions but only C2, which had a higher SiO2 content, could be regarded to be a “microsilica”, however, because its loss on ignition, L.O.I., fell within the acceptable range of variability. In contrast, C1 could not be so regarded because its L.O.I. was too high, despite its higher reactive silica SiO2r- content. For this reason, ash C1 had to be ruled out for any of the proposed uses, even though in terms of chemical and sulfatic characterization it was closer to HS than C2. By contrast, the mechanical strength values of C2 and HS were comparable, making the former initially acceptable for any of such uses. Finally, it has also been justified that, adoption of any method of trial to determine potential resistance to the sulfates of the Portland cements with calcareous filler lacks of sense.Este trabajo ha tenido por objetivo determinar la viabilidad de uso de dos residuos agroindustriales incinerados, cenizas C1 y C2, como posibles adiciones puzolánicas artificiales, para fabricar cementos y/o de sus productos derivados, hormigones y morteros tradicionales y especiales, principalmente; de aquí su estudio comparativo con el humo de sílice español, HS. Y la conclusión que se obtuvo fue que las dos cenizas pueden ser consideradas como adiciones puzolánicas artificiales con carácter químico silícico cierto, pero sólo una, la C2, podría llegar a ser considerada como “microsílice”, porque su pérdida por calcinación se encuentra dentro de su límite permitido. En cambio la C1, no, porque dicha pérdida fue demasiado elevada, aún cuando, su contenido de sílice reactiva, SiO2r-, era mayor por lo que en su caracterización química y sulfática se mostró más cercano al del HS que la C2. Finalmente se ha podido justificar también que, la adopción de cualquier método de ensayo para determinar la resistencia potencial a los sulfatos de los cementos portland con filler calizo carece de sentido
Aplicabilidad de las margas de la Cordillera Bética (sur de la provincia de Jaén) para la fabricación de baldosas cerámicas prensadas
Get PDFThis paper assesses the aptness of Carbonero Formation (in the Spanish province of Jaén) marls for the manufacture of high added value ceramic construction materials. Lithologically speaking, the Carbonero Formation comprises three members: a) a marly lower member; b) a radiolaritic middle member; and c) a turbiditic upper member. The samples studied were rich in phyllosilicates (> 39%) and calcite. The quartz and feldspar contents were low ( 20 µm fraction was absent. Due to their low plasticity, most Carbonero Formation marls can only be pressure moulded. Their high linear shrinkage and water absorption values when fired at 800 to 1 000 ºC make them poorly suited for use in the ceramic industry. Blends of these marls with different proportions of supplementary materials may be apt for manufacturing light shades of pressed ceramic tile.Este trabajo evalúa las posibilidades cerámicas de las margas de la Formación Carbonero para fabricar materiales cerámicos de construcción de alto valor añadido. Litológicamente, la Formación Carbonero está formada por tres miembros: a) Inferior Margoso, b) Intermedio Radiolarítico y c) Superior Turbidítico. Las muestras estudiadas son ricas en filosilicatos (> 39%) y calcita. Los contenidos en cuarzo y feldespatos son bajos ( 20 µm está ausente. La plasticidad de las margas es baja, condicionando que su moldeo deba ser exclusivamente por presión. Los altos valores de contracción lineal y absorción de agua entre 800 y 1.000 ºC son poco apropiados para la industria cerámica. Las mezclas de estos materiales con diferentes proporciones de materiales complementarios permitirían la fabricación de baldosas cerámicas de color claro por prensado
Efecto de la adición de lodos de papel activados térmicamente en las propiedades mecánicas y de porosidad de pastas de cemento
Get PDFThe present article discusses the effect of paper sludge additions, calcined at 700 ºC for two hours, on cement paste pore structure and mechanical strength. Both total and capillary porosity were observed to depend on the percentage of calcined sludge added to the cementitious matrix. While a 10% addition induced values for both slightly higher than the control, adding 20% prompted the opposite result, reducing porosity values with respect to the control. Substantial refinement was observed, with a rise in pores smaller than 0.01 μm (gel pores) when the calcined sludge was added. Such refinement was greater at the higher percentage of sludge. After approximately 15 days, strength was lower in both the additioned pastes compared to the control. A high correlation (R2≥0.939) was found between total porosity and compressive strength for both percentages studied.El presente trabajo muestra el resultado de una investigación llevada a cabo en pastas de cemento que contienen un 10 y un 20% de lodo de papel calcinado a 700 ºC, durante 2h. Se estudia cómo afecta esta adición activa en la estructura porosa y las resistencias mecánicas. Se demuestra que tanto la porosidad total como la capilar dependen del porcentaje de lodo calcinado añadido a la matriz cementante. Así, un 10% de adición muestra para ambas porosidades valores ligeramente superiores al de la pasta de referencia, sin embargo la incorporación de un 20% produce un resultado contrario, disminuyendo ambas porosidades con respecto a la pasta control. Para el caso de poros de tamaño inferior a 0,01 μm (poros de gel) se detecta un importante proceso de refinamiento con la incorporación del lodo calcinado, este refinamiento es tanto mayor cuanto mayor es el porcentaje añadido. En cuanto a los valores de resistencia, para los dos porcentajes de adición se produce una disminución a partir de aproximadamente 15 días, respecto a la pasta patrón. Se muestra una buena correlación entre la porosidad total y la resistencia a compresión para ambas adiciones (R2≥0,939)
Estudio de la alterabilidad y efecto de tratamientos de conservación para los ladrillos de la portada de la iglesia de Santa María de Jesús (Sevilla)
Get PDFDurability differences of 2 types of brick from Santa María de Jesús Chapel (Sevilla) and 2 treatments for its restoration have been studied. They have been characterizad using XRD and SEM, as well as their physical, hydric and mechanical properties. Samples prepared with bricks from the chapel have been submitted to salt crystallization test, to identify decay causes and mechanisms.The red brick present the lowest firing temperature, lower porosity and a great proportion of micropores. Physical and mechanical properties don’t change significantly with the treatments, only hygric properties vary with the water repellent. The accelerated aging test revealed significant improvement in the behaviour of yellow brick, but no change in the decay mechanism of red brick (Typical of microporous materials) or its durability is observed.Se ha estudiado la alteración diferencial de los 2 tipos de ladrillo de la iglesia de Santa María de Jesús (Sevilla) y 2 tratamientos para su restauración. Se han caracterizado por DRX y SEM, así como sus propiedades físicas, hídricas y mecánicas. Probetas preparadas de ladrillos de la iglesia se han sometido a ensayo de cristalización de sales para determinar las causas y los mecanismos de alteración.El ladrillo rojo es el que presenta menor temperatura de cocción, menor porosidad y mayor proporción de microporos. Las propiedades físicas y mecánicas de ambos ladrillos no varían significativamente con los tratamientos, sólo las propiedades hídricas cambian con el hidrófugo. En el ensayo de alteración mejora mucho el comportamiento del ladrillo amarillo, mientras que en el rojo no varía la morfología de alteración (características de materiales con microporos) ni la durabilidad
Comportamiento mecánico de hormigones de escoria activada alcalinamente reforzados con fibras de acero
Get PDFThis study addressed the mechanical behaviour of a steel fibre-reinforced alternative concrete made from waterglass (Na2SiO3.nH2O+NaOH)- activated Colombian blast furnace slag. The mixes studied were prepared with 400 kg of cement and the fibres were added in proportions of 40 and 120 kg per cubic metre of concrete. 7-, 14- and 28-day concrete was tested for compressive, splitting tensile and flexural strength. The results obtained showed that adding steel fibre to alkaline concrete lowered early age compressive strength, and that this decline was more intense with rising volumes of steel. Flexural and splitting tensile strength grew, however, enhancing the toughness of the material. As a general rule, the mechanical strength of the plain and fibre-reinforced alkaline concretes studied was higher than exhibited by conventional ordinary Portland cement concrete prepared with similar proportions of cement and fibre.En este estudio se investigó el comportamiento mecánico de hormigones alternativos reforzados con fibras de acero, basados en una escoria siderúrgica colombiana activada alcalinamente con waterglass (Na2SiO3.nH2O+NaOH). Las mezclas en estudio fueron preparadas con 400 kg de cemento y las fibras fueron incorporadas en proporciones de 40 kg y 120 kg por metro cúbico de hormigón, respectivamente. Se evaluó el comportamiento mecánico de los hormigones frente a esfuerzos de compresión, tracción indirecta y flexión a edades de curado de 7, 14 y 28 días. Los resultados obtenidos indican que la incorporación de fibras de acero en los hormigones alcalinos reduce la resistencia a la compresión a edades tempranas siendo superior la pérdida de resistencia a mayores volúmenes de fibra incorporados, mientras que la resistencia a la flexión y tracción indirecta se incrementan significativamente, mejorando la tenacidad del material. En términos generales, es posible concluir que el comportamiento mecánico exhibido por los hormigones alcalinos en estudio, simples y reforzados con fibras, es superior al presentado por hormigones convencionales basados en cemento Portland ordinario (OPC) preparados con similares proporciones de cemento y fibra
El deterioro de las piedras graníticas de la fachada de la Catedral de Vila Real (N de Portugal)
Get PDFThe cathedral of Vila Real (North of Portugal) is located in the city centre and at least four regional two-mica granites were used in its construction. A petrographic study of these granites concluded that the stones had different degrees of alterations. The identification of some physical properties of the granites –open porosity, real and apparent density, free water absorption, porometry and capillary transmission– confirms their susceptibility to degrees of weathering. A recent cleaning intervention was made and several types of deterioration were visible in the monument‚s stones, namely: granular disintegration, some thin black layers, plates, flakes and black crusts, especially in the main front exposed to SW. Granular disintegration is the most important deterioration process and is responsible for the loss of material in the most-affected stones; it is also related to the presence of small amounts of highly soluble salts such as halite and nitrates and to solar exposure.La Catedral de Vila Real (Norte de Portugal) se encuentra en el centro de la ciudad y se han utilizado, al menos, cuatro granitos de dos micas para su construcción extraídos de sus alrededores. El estudio petrográfico de estos granitos pone de manifiesto que poseen un diferente grado de alteración. La determinación de algunas propiedades físicas de los granitos –porosidad abierta, densidad aparente y real, absorción libre de agua, porometría y capilaridad– confirman los distintos grados de alteración. La catedral ha sufrido una reciente limpieza y sobre las piedras de la Catedral se observan distintas formas de alteración, sobre todo desagregación granular (arenización), escasas pátinas finas negras, desplacaciones, escamas y costras negras, especialmente en la fachada principal, expuesta al SW. El fenómeno de la desagregación granular es el más importante y es el responsable de de la pérdida de material en las piedras más afectadas. Su génesis se relaciona con la presencia de pequeñas cantidades de sales solubles, como halita y nitratos, y a la exposición al sol
Biocalcarenitas como materiales de construcción en la iglesia de Santa Marina de Aguas Santas (Córdoba, España)
Get PDFThis study consisted in characterizing the materials used to build Santa Marina de Aguas Santas Church at Cordoba and locating the original quarries. The techniques used in the lithological and chemical characterization included XRD, petrographic microscopy and electron dispersive scanning microscopy. The chemical index of weathering (CIW) was used to quantify the state of stone decay. The lithology and different types of alterations observed were mapped. A comparison of the material on the building to ancient quarries identified “Naranjo” as the possible site where the stone was originally quarried.Para la caracterización litológica y determinación del grado de alteración de los materiales pétreos se han empleado las siguientes técnicas: difracción de rayos X (método del polvo), microscopía petrográfica (sobre lámina delgada) y microscopía de barrido con EDS (energía dispersiva de rayos X), para determinar la composición química. El estado de degradación del material pétreo se ha cuantificado a partir del índice químico de alteración (CIW). Se han realizado cartografías sobre la fachada oeste: a) de las litologías presentes y b) de los diferentes tipos de alteración observados. La comparación de muestras del edificio con las de antiguas canteras ha permitido identificar la del Naranjo como la posible cantera de origen