21_DURABILIDAD_DIFERENTES

LA DURABILIDAD DE DIFERENTES TRATAMIENTOS SUPERFICI ALES APLICADOS A ELEMENTOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN EXP UESTOS A

DISTINTOS AMBIENTES EN ESPAÑA Y CHILE

L. Villegas 1, J. A. Polanco 2, J. Figueroa 3

1 Catedrático. Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad de Cantabria - España; [email protected] 2 Profesor Titular. Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos de Universidad de Cantabria - España; [email protected] 3 Profesor Auxiliar. Dr. por la Universidad de Cantabria, Universidad Católica del Maule - Chile; [email protected]

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGÓN

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RESUMEN

Los paneles prefabricados de hormigón armado que se usan en los

cerramientos de fachada, por ejemplo en naves industriales y centros comerciales, son elementos constructivos compuestos de dos capas exteriores de hormigón y de un núcleo interior de material aislante. Uno de los condicionantes de diseño de la capa exterior del panel es su acabado estético, de modo que su apariencia resulte agradable a la vista. Los fabricantes de estos elementos utilizan distintas técnicas para conseguir diferentes acabados, entre ellos, se encuentran la utilización de un inhibidor de fraguado de la capa externa del hormigón fresco y posterior lavado con agua bajo presión, el chorreado con arena y el abujardado mecánico.

Para ello, desde unas dosificaciones predeterminadas y utilizando dos tipos de hormigones, se han confeccionado distintas series de paneles con diferentes tratamientos superficiales. Las mismas han estado expuestas a distintas condiciones ambientales (ambiente continental y marino). También, se ha investigado la contribución de las fibras de polipropileno en la durabilidad del hormigón, en base a ensayos de porosidad, permeabilidad al agua bajo presión y mediante ensayos acelerados en cámara de carbonatación.

Para las condiciones ambientales descritas considerando las características de nuestros materiales y a la luz de los resultados obtenidos en los ensayos realizados, se concluye que todos los tratamientos superficiales pueden ser aplicados a los paneles prefabricados de hormigón. Dentro de las propiedades analizadas en este trabajo, no se justifica la adición de fibras de polipropileno a los hormigones analizados. Al comparar los dos tipos de hormigones utilizados en la investigación, claramente el hormigón de alta resistencia muestra mayores ventajas en cuanto a la durabilidad; sin embargo, puede utilizarse con garantías un hormigón convencional de las características vistas en la investigación. Con respecto al ambiente de exposición, se concluye que el más desfavorable es el ambiente marino, perjudicando, en mayor medida, al comportamiento global del hormigón que el otro analizado. ABSTRACT

Prefabricated reinforced panels used in façade bulkheads, e.g., industrial ships and shopping malls, are construction elements made up of two layers of reinforced concrete and of an inner nucleus of isolating material. One of their design conditions as far as the outer layer of the panel is concerned is their aesthetic finishes so that their appearance is pleasant to the eye. Manufacturers of these elements employ different techniques to obtain different finishes in order to, among others, the use of a setting inhibitor of the outer layer of green concrete and pressurized water washing, grit blasting and the mechanical bush hammer.

To achieve the above, from some predetermined dosages and employing two types of concretes, different series of samples with different surface treatments, , the same they have been exposed to different environmental conditions (continental and marine environment); besides, the contribution of the fibers has investigated itself of


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polypropylene fibers to the durability of the reinforced concrete, based on trials of porosity, permeability to pressurized water and through accelerated tests in carbonated chamber will be looked at.

For the environmental conditions described considering the characteristics of

these materials and in light of the results obtained in the trials carried out, is concluded that all the superficial processing can be applied to the prefabricated boards of concrete. Inside the properties analyzed in this work, itself not the addition of fibers is justified of polipropileno to the concretes analyzed. Al to compare the two types of concretes utilized in the investigation, clearly the concrete of high resistance delivers greater advantages as for the durability; nevertheless, can be utilized a conventional concrete with the characteristic views in the investigation. With respect al environment of exposition, is concluded that the most unfavorable one is the marine environment, this themselves due to that in this case act simultaneously other processes of chemical and physical deterioration.

1. INTRODUCCIÓN

Es cada vez más habitual el uso de paramentos prefabricados de hormigón en la edificación y, debido a la evolución en las técnicas de fabricación, la oferta de acabados se ha ido ampliando.

El estudio, pretende analizar la capacidad de los paneles prefabricados de

hormigón armado, que se utilizan en cerramientos de fachada, para conservarse frente a determinadas condiciones ambientales según el tratamiento que se les aplique. Estos elementos constructivos están compuestos de dos capas de hormigón y de un núcleo interior de material aislante. Para lograr una apariencia agradable a la vista y un acabado estético, el diseño de la capa exterior se realiza mediante distintas técnicas para modificar la textura superficial (árido a la vista), los hormigones coloreados, los acabados texturizados de gran variedad mediante la utilización de matrices de elastómero texturadas, y una innovación más reciente la constituyen los paramentos fotograbados (IBÁÑEZ, C.; DOMÍNGUEZ, J.; LASALLE, E.; MASA, C. Color y textura en pavimentos y paramentos de hormigón. IECA, (2003)).

Dentro de los tratamientos que persiguen mostrar un cierto microrrelieve en

superficie, se encuentran el chorreado con arena, la utilización de un inhibidor de fraguado de la capa externa del hormigón fresco y posterior lavado con agua a presión, y el abujardado mecánico. Todos estos tratamientos, que consiguen eliminar la capa exterior de lechada de cemento dejando a la vista los áridos gruesos (arenas y gravas), pueden modificar las propiedades de durabilidad de las capas de hormigón expuestas a las condiciones atmosféricas. Por ello, la investigación trata de evaluar en qué medida los diferentes tratamientos y la composición de los hormigones influyen en tales propiedades.

Para realizar este análisis se han fabricado diferentes muestras y paneles de

hormigón tanto en España como en Chile, utilizando cemento gris y blanco, sin o con adición de fibras plásticas de polipropileno. Parte de estos elementos van a estar expuestos a condiciones de clima continental y otros en clima costero (marino).


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2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo general

La presente investigación tiene como objetivo general, el cuantificar cómo

afecta cada uno de los tratamientos superficiales analizados a la durabilidad de los paneles prefabricados de hormigón armado, frente a dos condiciones ambientales (continental y marino).

3. DESARROLLO EXPERIMENTAL 3.1 PLANTEAMIENTO GENERAL

Como ya se ha destacado, el objetivo general de la Tesis es verificar cómo afecta cada uno de los tratamientos superficiales en la durabilidad de los paneles prefabricados de hormigón armado frente a distintas condiciones ambientales. Para ello, se ha partido de muestras extraídas de paneles prefabricados similares a los paneles elaborados de forma comercial y se ha realizado un estudio en paralelo en España (Planta de prefabricados Riphorsa) y Chile (Planta de prefabricados Preansa), donde estas muestras se han expuesto durante dos años a condiciones climáticas diferentes; ambiente continental (Logroño - España y Santiago - Chile) y ambiente marino (Santander - España y Valparaíso - Chile).

Los paneles se han fabricado con hormigones de distintas calidades (H-40 y H-

60), incorporando en algunos casos, fibras de polipropileno. En cada uno de ellos se ha variado la textura superficial de los paneles con el fin de conseguir acabados con una estética particular.

En resumen, para esta investigación se han combinado las siguientes variables: • Tipo de hormigón:

• Hormigón convencional (H-40) • Hormigón de alta resistencia (H-60) • Hormigón reforzado con fibras

• Acabado superficial:

• Sin tratamiento (ST) • Chorro de arena (CH) • Abujardado (AB) • Retardador de fraguado más chorro de agua (RCHA)

• Condiciones climáticas:

• Ambiente marino • Ambiente continental

La evaluación de la durabilidad se ha practicado mediante la realización de una

exhaustiva caracterización físico – mecánica, determinando las siguientes propiedades del hormigón:

• La porosidad


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• La permeabilidad al agua bajo presión • La carbonatación acelerada Esta caracterización se ha realizado comprobando su evolución con el tiempo,

estudiando sus características a edades de 28 días, 1 año y 2 años.

4. TIPOS DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 4.1 Tratamiento superficial con retardador de fragu ado más chorro de agua

Este tipo de tratamiento retarda o impide el fraguado normal de la pasta de

cemento. Los retardadores se aplican en los encofrados como una película continua o en soporte de papel o fieltro, por lo tanto tiene una profundidad de actuación y un tiempo de retardo.

Una vez que el material tiene una resistencia mínima para desencofrar (10

MPa.) y transcurridas 10 a 12 horas después del hormigonado se procede a eliminar la lechada mediante lavado con agua a presión.

Figura N° 1: Tratamiento superficial retardador de fraguado más chorro de agua. Este tratamiento superficial, es quizás uno de los mejores, dado que es eficaz

en eliminar la capa protectora de lechada, dejando el árido a la vista. 4.2 Tratamiento superficial con chorro de arena Este tipo de tratamiento se aplica al hormigón endurecido, donde con un material abrasivo (arena de sílice, carburo de aluminio, virutas metálicas) combinado con el tiempo de aplicación, se descubren los áridos en la superficie del elemento. Se deben de seleccionar los áridos teniendo en cuenta su dureza, pues los áridos blandos se redondean por efecto del abrasivo y cambian por tanto su textura.


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Figura N° 2: Tratamiento superficial con chorro de arena.

4.3 Tratamiento superficial con abujardado Este tratamiento, al igual que el anterior, se aplica al hormigón en estado endurecido, donde con una bujarda (pieza a modo de martillo con elementos salientes) accionada manual o mecánicamente, comienza a dar golpes a la superficie del elemento constructivo hasta dejar el árido grueso a la vista del paramento. El acabado depende de la herramienta utilizada (martillo neumático) y de la pericia del operario.

Figura N° 3: Tratamiento superficial con abujardado .

El abujardado da un bonito aspecto cuando tenemos hormigones homogéneos. Además, el material envejece muy bien. 5. FABRICACIÓN DE ELEMENTOS PREFABRICADOS

Para la investigación en España, se fabricaron dos tipos de paneles de dimensiones 2,50 x 2,40 x 0,20 m y de 1,40 x 2,40 x 0,06 m (ancho, altura y espesor). El primero de ellos es para colocarlo en las mismas condiciones de exposición ambiental que unas muestras de tamaño menor (baldosas) y con ello se


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lograba una mayor representatividad de la investigación respecto de los paneles prefabricados que hoy en día se utilizan (2,40 x 10,0 x 0,20 m. ó 2,40 x 12,0 x 0,20 m.) ( ancho, largo, espesor), y el segundo, es para poder extraer muestras de 40 x 40 cm previo a los tratamientos superficiales en estudio.

En Chile se fabricaron paneles de 1,40 x 2,50 m. con un espesor promedio de

7 cm, donde se aplicó el mismo procedimiento, es decir, extraer muestras de 40 x 40 cm previo a los tratamientos superficiales en estudio.

6. ALMACENAMIENTO

6.1 Almacenamiento en ambiente marino y continental

El almacenamiento de las distintas muestras con los diferentes tratamientos superficiales y en los distintos ambientes puede observarse en la figuras N° 4 y 5.

Exposición en ambiente marino en Santander (en el puerto de Raos) –

España.

Exposición en ambiente continental en Logroño – España.

Figura N° 4: Exposición en los distintos ambientes (marino y continental) – España.


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Exposición en ambiente marino en Valparaíso (Ritoque) – Chile.

Exposición en ambiente continental en Santiago (Til Til) – Chile.

Figura N° 5: Exposición en los distintos ambientes (marino y continental) – Chile.

7. PLAN DE ENSAYOS 7.1 Definición de los especimenes

Para realizar los distintos ensayos de durabilidad, se han definido los

especimenes como muestras (40 x 40 x 6 cm), baldosas de (20 x 20 x 6 cm) y paneles (2,50 x 2,50 x 0,20 m) en el caso de España, y sólo muestras (40 x 40 x 6 cm) en el caso de Chile. De cada una de ellos, se han extraído como mínimo 3 testigos de 100 mm. de diámetro.

En el caso de los paneles de 20 cm. de espesor, estos se fabricaron para

colocarlos en las mismas condiciones de exposición ambiental que las baldosas y con ello se lograba una mayor representatividad de la investigación con los paneles prefabricados que hoy en día se utilizan (del orden de 2,40 x 12,0 x 0,20 m.) (ancho, largo, espesor). 8. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES 8.1 Porosidad 8.1.1 Evolución de la porosidad con el tiempo

En los gráficos N° 1 al N° 4, se presenta la evoluc ión con el tiempo de la porosidad de las muestras de los distintos hormigones diseñados en España.


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POROSIDAD DEL H-40 / SIN FIBRAS A DISTINTAS EDADES (testigos: 100 mm) -

ESPAÑA

6

7

8

9

10

11

12

TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)

Sin tratamiento Chorro de arena Abujardado R. de fraguado chorro de agua

Amb. laboratorio - edad: 1 mes

Amb. marino - edad: 12 meses

Amb. continental - edad: 12 meses



Gráfico N° 1: Evolución en el tiempo de la porosida d del hormigón H-40, sin fibras, sometido a distintos ambientes (España).

POROSIDAD DEL H-40 / CON FIBRAS A DISTINTAS EDADES (testigos: 100 mm) -

ESPAÑA

5

6

7

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9

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TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)







Gráfico N° 2: Evolución en el tiempo de la porosida d del hormigón H-40, con fibras, sometido a distintos ambientes (España).


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POROSIDAD DEL H-60 / SIN FIBRAS A DISTINTAS EDADES (testigos: 100 mm) -

ESPAÑA

3

4

5

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7

TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)







Gráfico N° 3: Evolución en el tiempo de la porosida d del hormigón H-60, sin fibras, sometido a distintos ambientes (España).

POROSIDAD DEL H-60 / CON FIBRAS A DISTINTAS EDADES (testigos: 100 mm) -

ESPAÑA

3

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7

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TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)


Amb. laboratoio - edad: 1 mes





Gráfico N° 4: Evolución en el tiempo de la porosida d del hormigón H-60, con fibras, sometido a distintos ambientes (España).

Un análisis de los resultados obtenidos en España , permite extraer los siguientes comentarios en relación con la evolución de la porosidad con el tiempo:

A) A una edad y ambiente determinado, los cuatro tratamientos contemplados

presentan una porosidad accesible similar y que depende, básicamente, del tipo de hormigón que se considere.


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B) Todos los hormigones expuestos al ambiente continental manifiestan una considerable disminución de su porosidad al pasar de 1 mes a 1 año. Esta mejora no tiene continuidad con el tiempo, constatándose valores ligeramente superiores a la edad de 2 años respecto a los del año.

C) La evolución en los hormigones expuestos al ambiente marino es

diferente, siguiendo las mismas tendencias. La disminución de la porosidad en el tránsito 1 mes – 1 año no es tan acusada y, además, el aumento tras el segundo año es tal que la porosidad a esta edad supera a la obtenida al mes de fabricación.

Paralelamente, en los gráficos N° 5 al N° 8, se pre senta la evolución con el

tiempo de la porosidad de las muestras de los distintos hormigones diseñados en Chile.

POROSIDAD DEL H-40 / SIN FIBRASA DISTINTAS EDADES (testigos: 100 mm) - CHILE

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7

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TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)







Gráfico N° 5: Evolución en el tiempo de la porosida d del hormigón H-40, sin fibras sometido a distintos ambientes (Chile).


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POROSIDAD DEL H-40 / CON FIBRAS A DISTINTAS EDADES (testigos: 100 mm) - CHILE

6

6,5

7

7,5

8

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9

TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)







Gráfico N° 6: Evolución en el tiempo de la porosida d del hormigón H-40, con fibras sometido a distintos ambientes (Chile).

POROSIDAD DEL H-60 / SIN FIBRAS A DISTINTAS EDADES (testigos: 100 mm) - CHILE

2

3

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5

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TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)







Gráfico N° 7: Evolución en el tiempo de la porosida d del hormigón H-60, sin fibras sometido a distintos ambientes (Chile).


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POROSIDAD DEL H-60 / CON FIBRAS A DISTINTAS EDADES (testigos: 100 mm) - CHILE

3

3,5

4

4,5

5

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6

6,5

7

TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)







Gráfico N° 8: Evolución en el tiempo de la porosida d del hormigón H-60, con fibras sometido a distintos ambientes (Chile).

Un análisis de los resultados obtenidos en Chile , permite extraer los siguientes comentarios:

A) No se aprecia influencia de los tratamientos superficiales en la evolución

de la porosidad de los diferentes tipos de hormigones; o sea, similar conducta a la obtenida con los hormigones fabricados en España.

B) Con el tiempo, la porosidad de todos los hormigones es mayor que la que

presentan a los 28 días.

C) En ambiente continental el aumento de porosidad al año es moderado, manteniéndose en cotas similares transcurridos los dos años.

D) En ambiente marino , la porosidad aumenta apreciablemente a 1 año,

para mejorar posteriormente a los 2 años y situarse a niveles ligeramente superiores a los encontrados al mes.

8.1.2 Influencia del tipo de hormigón

Para facilitar el análisis, en los gráficos N° 9 y 10, se presentan los valores de porosidad a los dos años de los distintos hormigones objeto de estudio, expuestos al ambiente marino y continental, respectivamente, en España.


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POROSIDAD "EDAD: 2 AÑOS" en Ambiente Marino (testigos: 100 mm) - ESPAÑA

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6

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TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)


Hormigón: H-40 / blanco / sin fibras

Hormigón: H-40 / blanco / con fibras

Hormigón: H-60 / gris / sin fibras

Hormigón: H-60 / gris / con fibras

Gráfico N° 9: Influencia del tipo de hormigón en la porosidad (edad 2 años) de las muestras expuestas al ambiente marino (España).

POROSIDAD "EDAD: 2 AÑOS" en Ambiente Continental (testigos: 100 mm) - ESPAÑA

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TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)


Hormigón: H-40 / blanco / sin fibras

Hormigón: H-40 / blanco / con fibras

Hormigón: H-60 / gris / sin fibras

Hormigón: H-60 / gris / con fibras

Gráfico N° 10: Influencia del tipo de hormigón en l a porosidad (edad 2 años) de las muestras expuestas al ambiente continental (España).

Del examen de ambas gráficas, se pueden realizar los siguientes comentarios para los hormigones españoles:

A) El hormigón de alta resistencia es menos poroso que el hormigón convencional.


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B) La adición de fibras de polipropileno no introduce cambios significativos frente a este parámetro.

C) El ambiente marino genera una red de poros claramente superior frente al

ambiente continental.

El estudio paralelo realizado en Chile, conduce a los gráficos N° 11 y 12.

POROSIDAD "EDAD: 2 AÑOS" en Ambiente Marino (testigos: 100 mm) - CHILE

2

3

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5

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8

TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)


Hormigón: H-40 / sin fibras

Hormigón: H-40 / con fibras



Gráfico N° 11: Influencia del tipo de hormigón en l a porosidad (edad 2 años) de las muestras expuestas al ambiente marino (Chile).

POROSIDAD "EDAD: 2 AÑOS" en AmbienteContinental (testigos: 100 mm) - CHILE

2

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4

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TIPO DE TRATAMIENTO

PO

RO

SID

AD

(%

)




Hormigón: H-60 / sin fibrasHormigón: H-60 / con fibras

Gráfico N° 12: Influencia del tipo de hormigón en l a porosidad (edad 2 años) de las muestras expuestas al ambiente continental (Chile).


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De la comparación de dichas gráficas, se pueden destacar los siguientes comentarios para los hormigones chilenos:

A) El hormigón H-60 presenta valores claramente inferiores de porosidad

respecto al H-40. B) La adición de fibras de polipropileno supone, para ambos hormigones, un

aumento de la porosidad, siendo éste más acusado en el caso del hormigón convencional.

C) A los dos años, la porosidad registrada es muy similar, tanto si la

exposición se ha realizado en ambiente marino como en ambiente continental.

8.2 Permeabilidad al agua bajo presión 8.2.1 Evolución de la permeabilidad al agua bajo pr esión con el tiempo

En los gráficos N° 13 al N° 16, se presenta la evol ución con el tiempo de la permeabilidad al agua bajo presión de las muestras de los distintos hormigones diseñados en España.

PERMEABILIDAD AL AGUA BAJO PRESION DEL H-40 / SIN FIBRAS A DISTINTAS EDADES

(testigos: 100 mm) - ESPAÑA

0

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TIPO DE TRATAMIENTO

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A (

mm

)







Gráfico N° 13: Evolución en el tiempo de la permeab ilidad al agua bajo presión del hormigón H-40, sin fibras, sometido a distintos ambientes (España).


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PERMEABILIDAD AL AGUA BAJO PRESION DEL H-40 / CON FIBRAS A DISTINTAS EDADES


0

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TIPO DE TRATAMIENTO

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A (

mm

)







Gráfico N° 14: Evolución en el tiempo de la permeab ilidad al agua bajo presión del hormigón H-40, con fibras, sometido a distintos ambientes (España).



0

5

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TIPO DE TRATAMIENTO

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A (

mm

)





Amb. marino - edad: 12 mesesAmb. continental - edad: 12 meses

Gráfico N° 15: Evolución en el tiempo de la permeab ilidad al agua bajo presión del hormigón H-60, sin fibras, sometido a distintos ambientes (España).


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0

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TIPO DE TRATAMIENTO

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A (

mm

)




Amb. continental - edad: 24 mesesAmb. marino - edad: 12 meses


Gráfico N° 16: Evolución en el tiempo de la permeab ilidad al agua bajo presión del hormigón H-60, con fibras, sometido a distintos ambientes (España).

Un análisis de los resultados obtenidos en España , permite extraer los siguientes comentarios en relación con la evolución de la permeabilidad al agua bajo presión con el tiempo:

A) Los valores obtenidos en todos los casos y a todas las edades son plenamente satisfactorios, no superando la barrera de los 30 mm.

B) No se observa una influencia destacable del tratamiento superficial en éste parámetro.

C) En general, la penetración disminuye con el tiempo, siendo este aspecto más acusado en el caso de los hormigones expuestos al ambiente continental .

Paralelamente, en los gráficos N° 17 al N° 20, se p resenta la evolución con el tiempo de la permeabilidad al agua bajo presión de las muestras de los distintos hormigones diseñados en Chile.


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(testigos: 100 mm) - CHILE

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TIPO DE TRATAMIENTO

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A (

mm

)


Amb. laboratorio - edad: 1 año



Gráfico N° 17: Evolución en el tiempo de la permeab ilidad al agua bajo presión del hormigón H-40, sin fibras, sometido a distintos ambientes (Chile).



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TIPO DE TRATAMIENTO

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A (

mm

)


Amb. laboratorio - edad: 1 añoAmb. marino - edad: 24 meses


Gráfico N° 18: Evolución en el tiempo de la permeab ilidad al agua bajo presión del hormigón H-40, con fibras, sometido a distintos ambientes (Chile).


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TIPO DE TRATAMIENTO

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A (

mm

)





Gráfico N° 19: Evolución en el tiempo de la permeab ilidad al agua bajo presión del

hormigón H-60, sin fibras, sometido a distintos ambientes (Chile).



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TIPO DE TRATAMIENTO

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A (

mm

)





Gráfico N° 20: Evolución en el tiempo de la permeab ilidad al agua bajo presión del hormigón H-60, con fibras, sometido a distintos ambientes (Chile).

Un análisis de los resultados obtenidos en Chile , permite extraer los siguientes comentarios en relación a la permeabilidad al agua bajo presión con el tiempo:

A) El agua penetra a lo largo de toda la longitud de la probeta en todos los

hormigones H – 40, independiente del tratamiento superficial efectuado.


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B) El hormigón H – 60 es más impermeable, mostrando valores de penetración entre 20 y 50 mm.

C) Los distintos tratamientos superficiales no influyen en este parámetro.

D) El hormigón con fibras presenta mayores penetraciones que el que no las

incorpora.

E) La evolución temporal de la permeabilidad no es significativa, manteniéndose en cifras similares para ambos ambientes de exposición.

8.3 Carbonatación acelerada El fenómeno de la carbonatación, se desarrolla muy lentamente a lo largo del tiempo. En el presente trabajo, al aplicar fenolftaleína a las probetas de hormigones con distintos tratamientos superficiales que habían estado expuestas durante dos años al ambiente marino y continental, no se pudo constatar la presencia de este proceso, ni siquiera en la zona más superficial. Por tal motivo, en Chile se ha diseñado una cámara para acelerar el fenómeno de la carbonatación, donde se ha comparado la influencia de los distintos tratamientos superficiales aplicados.

8.3.1 Influencia del tiempo de exposición

En los gráficos N° 21 al 28, se .muestra la evoluci ón con el tiempo del proceso de carbonatación de los hormigones elaborados.

CARBONATACION ACELERADA DEL H-40 / SIN FIBRASAmbiente Marino (testigos: 100 mm) - CHILE

6 meses4 meses 5 meses1 mes8

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TIEMPO (meses)

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Sin tratamientoAbujardado

R. de fraguado más chorro de agua

Chorro de arena

Gráfico N° 21: Carbonatación acelerada, ambiente ma rino hormigón H-40, sin fibras (Chile).


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CARBONATACION ACELERADA DEL H-40 / CON FIBRASAmbiente Marino (testigos: 100 mm) - CHILE


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TIEMPO (meses)

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A(m

m) Sin tratamiento

Abujardado


Chorro de arena

Gráfico N° 22: Carbonatación acelerada, ambiente ma rino hormigón H-40, con fibras (Chile).

CARBONATACION ACELERADA DEL H-60 / SIN FIBRASAmbiente Marino (testigos: 100 mm) - CHILE


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TIEMPO (meses)

PE

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TR

AC

ION

MA

XIM

A(m

m)

Sin tratamiento

Abujardado


Chorro de arena

Gráfico N° 23: Carbonatación acelerada, ambiente ma rino hormigón H-60, sin fibras (Chile).


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CARBONATACION ACELERADA DEL H-60 / CON FIBRASAmbiente Marino (testigos: 100 mm) - CHILE


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TIEMPO (meses)

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A(m

m)

Sin tratamiento

AbujardadoR. de fraguado más chorro de agua

Chorro de arena

Gráfico N° 24: Carbonatación acelerada, ambiente ma rino hormigón H-60, con fibras (Chile).

CARBONATACION ACELERADA DEL H-40 / SIN FIBRASAmbiente Continental (testigos: 100 mm) - CHILE

5 meses4 meses3 meses1 mes10

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50

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80

TIEMPO (meses)

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A(m

m)

6 meses

Sin tratamiento

Abujardado


Chorro de arena

Gráfico N° 25: Carbonatación acelerada, ambiente co ntinental hormigón H-40, sin fibras (Chile).


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CARBONATACION ACELERADA DEL H-40 / CON FIBRASAmbiente Continental (testigos: 100 mm) - CHILE


40

50

60

70

TIEMPO (meses)

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A(m

m)

6 meses

Sin tratamiento

Abujardado


Chorro de arena

Gráfico N° 26: Carbonatación acelerada, ambiente co ntinental hormigón H-40, con fibras (Chile).

CARBONATACION ACELERADA DEL H-60 / SIN FIBRASAmbiente Continental (testigos: 100 mm) - CHILE


6

8

10

12

TIEMPO (meses)

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A(m

m)

6 meses

Sin tratamiento

Abujardado


Chorro de arena

Gráfico N° 27: Carbonatación acelerada, ambiente co ntinental hormigón H-60, sin fibras (Chile).


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CARBONATACION ACELERADA DEL H-60 / CON FIBRASAmbiente Continental (testigos: 100 mm) - CHILE


10

15

20

25

30

TIEMPO (meses)

PE

NE

TR

AC

ION

MA

XIM

A(m

m)

6 meses

Sin tratamiento Abujardado


Chorro de arena

Gráfico N° 28: Carbonatación acelerada, ambiente co ntinental hormigón H-60, con fibras (Chile).

De la observación de los mismos, se pueden realizar los siguientes comentarios:

A) En general, el proceso, aunque siempre progresivo, se ralentiza a medida

que aumenta el tiempo de permanencia en la cámara.

B) No se distingue una influencia evidente según el tipo de tratamiento superficial sometido a la probeta.

C) El ambiente continental propicia una mayor predisposición a la

carbonatación que el ambiente marino. 9. CONCLUSIONES

CON RESPECTO A LOS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

• Los tratamientos de acabado superficial aplicados (chorro de arena ,

abujardado , retardador de fraguado más chorro de agua ), no introducen variaciones significativas en las propiedades de los hormigones elaborados.

• Comparando los resultados de los ensayos realizados sobre los elementos

no sometidos a tratamiento con los que han sufrido un proceso de acabado específico, se comprueba que los valores obtenidos son similares, no encontrándose diferencias apreciables, en general, en el comportamiento frente a la durabilidad.

• Desde este punto de vista, la elección de un tipo de tratamiento superficial a

otro, dependerá más de aspectos estéticos y económicos y no de criterios físicos – mecánicos.


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CON RESPECTO AL TIPO DE HORMIGÓN

• El estudio se ha llevado a cabo contrastando elementos prefabricados con un hormigón de alta resistencia (H-60) y un hormigón convencional (H-40). Los resultados experimentales muestran que ambos hormigones presentan un excelente comportamiento frente a la durabilidad.

• Dentro de ese buen comportamiento, se destacan los valores

completamente satisfactorios presentados por los paneles en base al hormigón de alta resistencia (H-60).

• La incorporación de fibras de polipropileno no afecta significativamente a las

propiedades evaluadas, lo cual era previsible dada la pequeña cantidad de producto añadido (600 gramos por metro cúbico).

• Comparando pormenorizadamente, es posible apreciar un ligero perjuicio en

las propiedades ocasionado por la incorporación de las mencionadas fibras, el cual es perfectamente asumible si se tiene en cuenta el beneficio y la seguridad que supone su presencia frente a fenómenos de fisuración, no analizados en profundidad en este trabajo.

CON RESPECTO AL AMBIENTE DE EXPOSICIÓN

• Los ambientes elegidos para evaluar la durabilidad de los hormigones utilizados para fabricar los distintos paneles, a pesar de reflejar unas condiciones de exposición muy desfavorables, apenas causan un deterioro en las propiedades y comportamiento de los elementos prefabricados.

• Comparativamente, el ambiente marino se muestra más agresivo que el

ambiente continental, presentando los hormigones sometidos durante dos años al primero de los ambientes citados, unas propiedades algo inferiores a las que han permanecido ese mismo tiempo expuestas al segundo de ellos.

CON RESPECTO A LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN ESPAÑA Y CHILE • La investigación paralela planteada ha demostrado que, aún partiendo de

materiales y dosificaciones diferentes, se alcanzan unos resultados satisfactorios.

• En base a los resultados obtenidos con la incorporación de fibras de

polipropileno en el hormigón fabricado con cemento blanco, en futuras investigaciones se propone realizar un estudio con mayor profundidad al respecto, dado al buen comportamiento obtenido en la reducción de la porosidad del hormigón.

• Se recomienda analizar en profundidad las causas que conducen a que el

ambiente marino elegido sea más perjudicial que el ambiente continental. En este sentido, el estudio de las características de la microestructura presente, debe orientar hacia la detección de los cambios producidos.


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Documents

21_DURABILIDAD_DIFERENTES