Medición “in situ” de la Permeabilidad al Aire del ... · – Migración de Cloruros (ASTM...
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Medición “in situ” de la Permeabilidad al Aire del Hormigón:
Status Quo
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
Status Quo
Luis Ebensperger (Chile)Roberto Torrent (Suiza)
Motivación
CEB-FIP Model Code 1990:"No existe un método de aceptación generalpara caracterizar la estructura de poros delhormigón y relacionarla con su durabilidad”.
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
hormigón y relacionarla con su durabilidad”.“Diversas investigaciones han indicado quela permeabilidad del hormigón, al aire o alagua, es una excelente medida de suresistencia al ingreso de medios agresivosen el estado gaseoso o líquido.”
El Problema
CO2Cl- SO4
2-, Abrasión, Hielo
Acero
“Recubrimiento”de Peor Calidad
Las probetas
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
Debido a:
• Segregación
• Compactación
• Curado
• Exudación
• Acabado
• Microfisuras
Las probetas moldeadas y curadas en forma normalizada,
NOrepresentan la calidad real del ‘recubrimiento’
Núcleo
Objetivo
• Presentar la consolidación de un métodopara medir la permeabilidad al aire delhormigón “in situ” como herramienta deespecificación y control de la durabilidad
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
especificación y control de la durabilidadde estructuras
Válvula 1
Bomba de Vacío
Reguladorde Presión
PiPe
TáctilComputadora
Válvula 2
El Método
Celda de Vacío
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
de Presión(Pe=Pi)
i
i : Cámara internae : Cámara externa
Celda de 2Cámaras
Hormigón
Anillos blandos e
Celda de Vacío con 2 Cámaras
Elemento Clave: Pe = Pi
Celda de Vacío i e
100 mm
50 mm
e
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
Celda de Vacío con 2 Cámaras
i e
Hormigón
e
Flujo de aire controladohacia la cámara interior
Cálculo del Coeficiente de Permeabilidad kT
60
70
80
(m
bar)
t ~35Pi~200 Regulator
Activation
t =0Pi~1000
Close V1
kT = 9.2 10 -16 m²
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30
Pre
ssur
e P
i (m
bar)
60 720
Close V2 Close V2
∆P=00 135
t f
time (s) – square root scale
∆P~20 mbar
tmax
kT = 9.2 10 m²
kT = 0.070 10-16 m²
1991: Prototipo, Ensayos Extensivos y Clasificación
Clase kT (10-16 m2) Permeabilidad
PK1 < 0.01 Muy Baja
PK2 0.01 - 0.1 Baja
PK3 0.1 - 1.0 Moderada
Clases de Permeabilidad en base a kT
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
PK3 0.1 - 1.0 Moderada
PK4 1.0 – 10 Alta
PK5 10 – 100 Muy Alta
PK6 > 100 Ultra Alta
Clases PK1 – PK4 equivalentes a ASTM C1202
Equipos Comerciales
Torrent Permeability Tester
(1995)
Permea-T�RR (2008)
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
Resultados
• Efecto del Curado sobre kT• Correlación con otros ensayos normalizados
– Penetración de Agua (EN12364)– Migración de Cloruros (ASTM C1202)
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
– Migración de Cloruros (ASTM C1202)
• Casos de Uso para Diagnóstico– Carbonatación en Puentes Suizos– Cloruros en Puente Suizo– Mapeo de superficie en Muro en Japón
Efecto de a/c y curado sobre kT
5.2
2.31
10
-16 m
²)
Sin Curado
Alta
Moderada
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
0.033
0.21
0.098
0.3
0.01
0.1
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Relación a/c
kT (
10-1
6
Curado 7 días
Moderada
Baja
kT vs Penetración de Agua (EN12364)Baja Moderada Alta
8090
100110120130
Pen
etra
ción
Med
ia (m
m) Denarié et al [CH] EN
Denarié et al [CH] DINF. Luco et al [E] ENFornasier et al [AR] DINDi Pace et al [AR] DIN
Muy Baja
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
01020304050607080
0.001 0.01 0.1 1 10
kT (10-16 m²)
Pen
etra
ción
Med
ia (m
m)
Di Pace et al [AR] DINRodríguez et al [UY] ENKattar et al [BR] DIN
kT vs. Migración de Cl- (ASTM C1202)
10000
100000
(C
oulo
mbs
) RILEM 189 [CH+P]Andrade et al [E]
Kubens et al[IL]Mathur et al [IN]Kattar et al [BR]FHWA Cores [US]
Fornasier et al [AR]Kattar et al [BR]
Alta (+ Muy Alta)
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
100
1000
0.001 0.01 0.1 1 10 100
kT (10-16 m²)
Mig
raci
ón C
l- (
Cou
lom
bs)
Kattar et al [BR]
Muy Baja
BajaModerada
kT “in situ” vs Carbonatación (Puentes Suizos)
40
50
Car
bona
taci
ón (
mm
)
Torrent+Frenzer, 30 a.
Torrent+Frenzer, 60 a.
Jacobs, 30 a.
Muy Baja Baja Moderada Alta Muy Alta
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
0
10
20
30
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
kT (10 m²)
Car
bona
taci
ón (
mm
)
-16
kT “in situ” vs Contenido Cl- * (Puente Suizo)
1
1.5
Clo
ruro
s (%
pes
o ce
men
to)
AltaModeradaBajaMuy Baja Muy Alta
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
0
0.5
1
0.001 0.01 0.1 1 10 100
kT (10 m²)
Clo
ruro
s (%
pes
o ce
men
to)
-16* Al nivel de la armadura, a 30 años
Mapa de kT “in situ” (Muro en Japón)
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
b) cara tratada (kTgm= 0.43 10-16 m2)a) cara no tratada (kTgm= 4.96 10-16 m2)
Situación Presente
• La Norma Suiza SIA 262:2003 establecesu uso para control “in situ”
• La Norma Suiza SIA 262/1-E:2003 loincluye como método estandarizado
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
incluye como método estandarizado• El Departamento Federal Suizo de
Vialidad está editando Recomendacionesde Uso, especificando valores límite de kTsegún el grado de exposición, lametodología detallada de ensayo ycriterios de conformidad
Norma Suiza SIA 262:2003
Respecto a la durabilidad, la calidad del hormigón de recubrimiento es de particular importancia
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
de recubrimiento es de particular importancia
Se verificará la impermeabilidad del hormigón de recubrimiento, mediante ensayos de permeabilidad in situ (p.ej. mediciones de permeabilidad al aire) o sobre núcleos extraídos de la estructura
Recomendaciones VialidadLa permeabilidad al aire del recubrimiento (kT) se mide directamente sobre la estructura terminada, a 28 - 90 días, con los siguientes requerimientos en función de la clase de exposición:
Clase de ExposiciónkTk
“in situ”
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
Clase de Exposición “in situ”(10-16 m²)
XC1, XC2, XC3 ---
XC4, XF1, XF2, XD1 < 2.0
XF3, XF4, XD2, XD3 < 0.5
Se aplican mediciones complementarias para verificar que el hormigón esté suficientemente seco (p.ej. humedad superficial)
Conclusiones
• Casi 20 años de experiencia confirman que el método es apto para medir la resistencia del hormigón de recubrimiento a la penetración de agentes agresivos que afectan la durabilidad de las estructuras
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
afectan la durabilidad de las estructuras• Se correlaciona muy bien con otros
métodos normalizados que miden fenómenos de transporte, con la ventaja de ser más rápido y totalmente no destructivo
• Su inclusión en las Normas Suizas constituye un paso decisivo hacia el empleo de conceptos de desempeño para especificar y controlar la durabilidad de las estructuras, con las siguientes ventajas:
– Controla el producto terminado (la estructura “in situ”), y consolida así una mentalidad orientada al desempeño en
Conclusiones
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
consolida así una mentalidad orientada al desempeño en todos los actores del proceso constructivo (constructoras, hormigoneras, proveedores de materiales, etc.)
– Tiende a erradicar malas prácticas (adición indiscriminada de agua al hormigón, insuficiente compactación, falta de curado, adición de agua y/o cemento en el acabado de pisos, etc.)
– Fomenta el uso de soluciones innovadoras, que mejoren la calidad del recubrimiento
• Complementariamente, constituye una herramienta útil en el diagnóstico del estado de estructuras existentes, identificando las áreas más
Conclusiones
Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile
identificando las áreas más vulnerables, donde profundizar otros estudios (carbonatación, perfil de cloruros, etc.)