Tesis:
Aplicación de la micromecánica a la caracterización ultrasónica de compuestos de cemento.
- Autor: GONZALEZ HERNANDEZ, Margarita
- Título: Aplicación de la micromecánica a la caracterización ultrasónica de compuestos de cemento.
- Fecha: 2002
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: GOMEZ ULLATE ALVEAR, Luis
- Resumen: El creciente número de estructuras de hormigón con síntomas de deterioro prematuro debido a la acción ambiental, demanda investigar procedimientos para estimar la durabilidad de este tipo de componentes. La durabilidad del hormigón está estrechamente relacionada con la porosidad, la cual determina la intensidad de las interacciones del material con los agentes agresivos. Los poros y capilares en el interior de la estructura facilitan el proceso destructivo, el cual generalmente comienza en la superficie. En este trabajo, se desarrollan técnicas no destructivas para estimar la porosidad del hormigón a partir de la velocidad acústica en el material. Cuando una onda ultrasónica se propaga a través del material, la velocidad acústica está relacionada con la densidad y los componentes Cij de rigidez del material. Dado que estas propiedades dependen de la porosidad, se puede establecer una correlación entre la velocidad acústica y la densidad y/o el volumen de poros. Usando esta propiedad, se han diseñado métodos no destructivos para caracterizar la densidad y/o porosidad de materiales cerámicos a partir de la velocidad acústica, pero nunca tales métodos han sido usados en compuestos de cemento. La complejidad de este tipo de compuestos, formados por pasta de cemento, agregados (arena + grava) y poros puede justificar este hecho. En este trabajo se usa la micromecánica de los materiales compuestos para establecer una relación matemática entre las propiedades de las fases constituyentes y las propiedades físicas y elásticas del compuesto. Concretamente, se calculan la densidad, porosidad y módulo de Young del compuesto a partir de las propiedades de los constituyentes: geometría, fracción de volumen y de los módulos elásticos de los componentes además de la velocidad acústica. Se propone un modelo bifásico para la pasta de cemento, considerando los poros como una segunda fase y se diseña un modelo trifásico para el mortero (pasta de cemento + arena + poros). En base a estos modelos, se realiza un análisis teórico para determinar la influencia de las propiedades de los componentes (geometría, volumen, rigidez, etc.) en la velocidad. Finalmente, se usan varios grupos de probetas de pasta de cemento por un lado, y mortero por otro lado, para realizar la validación experimental de los modelos. Los resultados experimentales muestran que la porosidad puede ser medida a partir de la velocidad ultrasónica utilizando ambos modelos.