Antecedentes del grupo de investigación: Análisis Experimental de Estructuras
- Avances en la determinación de estados de carga en elementos de
hormigón.
- END aplicados a la caracterización de losas y pavimentos de hormigón.
- END aplicados a la caracterización de cemento Portland nacional.
- Caso de estudio: detección y diagnóstico de Alcalí-Agregado en Uruguay.
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Análisis estructural y patología de estructuras
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Caracterización de materiales
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Análisis dinámico de estructuras
0 5 10 150
1
2
3
4
5
6
7
8
X: 1.843
Y: 7.823
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Ensayos no destructivos aplicados al diagnóstico estructural
Colapso de armaduras antes de hormigonar
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Diagnóstico de estructuras patrimoniales
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Determinación del estado tensional en elementos de hormigón comprimidos
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
- Determinación de diferencias significativas en el estado de
carga de columnas o pilares
- Deficiencias en la tensión de compresión aplicada a
elementos estructurales pre y postensado
- Falta de métodos experimentales para la determinación del
estado de carga estructuras de hormigón
Motivación
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Existen antecedentes en hormigón pretensado donde se detectó de forma experimental
que la teoría lineal no explica el comportamiento de elementos comprimidos de hormigón.
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Materiales y Métodos
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Resultados
1741.9 HzAumento de la frecuencia
5 MPa0 MPa
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Resultados
Compresión (MPa)
Frec
uen
cia
(Hz)
Espécimen 1Espécimen 2Espécimen 3Promedio
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Resultados: modelo numerico (FEM)
Compresión (MPa)
Frec
uen
cia
(Hz)Modelo no linealModelo lineal
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Resultados: modelo numerico no lineal y experimentales
Compresión (MPa)
Frec
uen
cia
(Hz)
Modelo no linealExperimental
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Comentarios:
Los resultados experimentales muestran que la frecuencia fundamental de vibración torsional de elementos de hormigón aumenta al aumentar el nivel de compresión del elemento.
En promedio el incremento es de entre 0.6 y 2.7% con respecto a la frecuencia en estado descargado, para niveles de compresión que van desde 1 a 5 MParespectivamente.
Los cambios en frecuencia corresponden a incrementos en promedio de 9.5 Hz por cada incremento del orden de 1 MPa en la tensión de compresión del elemento.
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Visualización en 3 dimensiones del interior de losas de hormigón
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Materiales y Métodos
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
GPR
Interfase
Hormigón-Acero
Hormigón-Aire
Acero
GPR
Hormigón
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Ultrasonido: Pulso-Eco
Interfase
Hormigón-Acero
Hormigón-Aire
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Detección de vainas y fondo de la losa
Vainas
Vainas
Fondo de losaFondo de losa
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Ultrasonido: Pulso-Eco
Corte a 8 cm
Corte a 10 cm
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Comentarios:
- El GPR es muy sensible para la detección de armaduras y vainas metálicas
- Con el Ultrasonido Pulso-Eco se puede determinar espesores y detectar la prescencia de huecos
- Fusión de datos mejora la visualización del interior del hormigón
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Caracterización de Cemento Portland Mediante Ensayos en probetas de Mortero
Objetivo: verificar la calidad del cemento Portland y comparar los
resultados de ensayos destructivos con los resultados de ensayos no
destructivos.
Materiales: Cemento Normal (CPN), Cemento Fillerizado (CNF) y
Cemento de Bajo Calor de Hidratación (CBCH).
Ensayos Destructivos: Compresión a 2, 7 y 28 días.
Ensayos no Destructivos: Ultrasonido y Resonancia Mecánica.
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Ensayos no destructivos aplicados a morteros
𝑉𝑃 ≅𝐸
𝜌→ 𝐸 ≅ 𝑉𝑃
2 𝜌
Ultrasonido:
Módulo de Elasticidad → Resistencia a compresión
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Ensayos no destructivos aplicados a morterosResonancia:
Módulo de Elasticidad → Resistencia a compresión
Excitación
Dirección de propagación Vibración de las partículas
𝐸 = 𝑘. 𝑓𝑙𝑜𝑛𝑔2
0.08 0.082 0.084 0.086 0.088 0.09 0.092 0.094 0.096 0.098 0.1-8000
-6000
-4000
-2000
0
2000
4000
6000
8000Respuesta de aceleraciones de una probeta cilindrica en función del tiempo
Tiempo (segundos)
Am
plitu
d (
mV
)
Tiempo (seg.)
Am
plit
ud (
volts)
Am
plit
ud (
volts)
0.08 0.082 0.084 0.086 0.088 0.09 0.092 0.094 0.096 0.098 0.1-8000
-6000
-4000
-2000
0
2000
4000
6000
8000Respuesta de aceleraciones de una probeta cilindrica en función del tiempo
Tiempo (segundos)
Am
plitu
d (
mV
)Am
plit
u (
volts)
FFT
0.5 1 1.5 2 2.5
x 104
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4x 10
5
X: 1.414e+004
Y: 2.84e+005
Frecuencia (Hz.)
Am
plitu
de (
U.A
.)
Frecuencia de Resonancia Longitudinal obtenida de una probeta de mortero cilindrica
14 100 Hz
acelerómetro
Impacto
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
y = 2.32x - 44.53R² = 0.88
10
20
30
40
50
60
70
20 25 30 35 40 45 50
Re
sist
en
cia
a C
om
p.
(MP
a)
Módulo de Elasticidad Dinámico (GPa)
Probetas CPN: Módulo de Elasticidad Dinámico vs. Resistencia a Compresión
y = 2.02x - 31.67R² = 0.83
10
20
30
40
50
60
70
20 25 30 35 40 45 50
Re
sist
en
cia
a C
om
p.
MP
a)
Módulo de Elasticidad Dinámico (GPa)
Probetas CNF: Módulo de Elasticidad Dinámico vs. Resistencia a Compresión
y = 2.30x - 38.06R² = 0.89
10
20
30
40
50
60
70
20 25 30 35 40 45 50
Re
sist
en
cia
a C
om
p.
(MP
a)
Módulo de Elasticidad Dinámico (GPa)
Probetas CBCH: Módulo de Elasticidad Dinámico vs. Resistencia a Compresión
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
y = 0.0528x - 197.11R² = 0.9548
0
10
20
30
40
50
60
70
3700 3900 4100 4300 4500 4700 4900
Re
sis
ten
cia
a C
om
pr.
(M
Pa
)
VPU (m/s)
Probetas CPN: VPU vs Resistencia a Compresión
y = 0.0456x - 163.89R² = 0.9045
0
10
20
30
40
50
60
3700 3900 4100 4300 4500 4700 4900
Re
sis
ten
cia
a C
om
pr.
VPU (m/s)
Probetas CNF: VPU vs. Resistencia a Compresión
y = 0.0494x - 179R² = 0.8865
0
10
20
30
40
50
60
70
3700 4200 4700
Re
sis
ten
cia
a C
om
pr.
VPU (m/s)
Probetas CBCH: VPU vs. Resistencia a Compresión
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
0
20
40
60
80
0 10 20 30
Evolución de la resistencia para CPN
Edad (días)
Res
isit
enci
a a
Co
mp
resi
ón
(MP
a)
Mayor dispersión entre los valores de resistencia obtenidos (>40 MPa)
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Edad (días)
Res
isit
enci
a a
Co
mp
resi
ón
(MP
a)
0
20
40
60
80
0 10 20 30
Crecimiento de resistencia de dos muestras
6.1 MPa
6.8 MPa
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Comentarios:
- Buena correlación entre los END y la resistencia a compresión en probetas
de mortero ensayadas en condiciones de laboratorio
- Los resultados obtenidos con ultrasonido muestran mayores índices de
correlación lineal con la resistencia
- La propia variabilidad del cemento ensayado hace que sea difícil obtener
una buena estimación de la resistencia a compresión con valores
obtenidos a edades tempranas
Reacción Alcali-AgregadoVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro Cementos END
Caso de Estudio: Detección y Diagnóstico de Reacción Alcali Agregado en Uruguay
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Reacción Alcali Agregado
Estudio de Antecedentes, etc.Inspección Visual
Extraccion de testigos yEnsayos No Destructivos
Tinciones Selectivas, Analisis de Microscopía
Reactividad de Agregados
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Las tinciones se producen en presencia de la reacción, pero también se pueden producir por otras causas.
Las tinciones selectivas se deben tomar como un indicador.
Solución de sodio cobalto nitrito Solución de Rodamina B
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Acumulación de producto blancuzco• Formación cuarteada con deposiciones (100 μm)
• Formaciones tipo “agujas” o “hilos” (10 μm) (RILEM, 2013).
• Espectro EDS• Presencia de Potasio y Calcio (menor contenido de Calcio)
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Zona superior a depósito blancuzco– Formaciones tipo “placas” (10 μm)
Espectro EDS
– Presencia de Potasio y Calcio (mayor contenido de Calcio)
La morfología observada, junto al espectro, confirman la presencia de la RAA (RILEM, 2013).
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Zona de depósito blancuzco.• Formaciones tipo “agujas” (10 μm)
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Espectro EDS
Presencia de azufre (S), Calcio (Ca) y Aluminio (Al).
Consistente con deposiciones de Etringita (sulfoaluminato)
Las tinciones dieron indicios de la RAA.
El análisis microestructural mediante MEB/EDS permitió identificar
productos de la Reacción Alcali Agregado.
Se confirmó que la RAA es una de las causas de la fisuración. Sin
embargo, la presencia de etringita puede dar pie a algún tipo de DEF.
Comentarios:
Reacción Alcali-AgregadoCementos ENDVisualización en 3DCompresión en hormigónIntro
Top Related