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Tesis:

Caracterización del proceso de descalificación en morteros, mediante ensayos destructivos y no destructivos

  • Autor: SEGURA PEREZ, Ignacio

  • Título: Caracterización del proceso de descalificación en morteros, mediante ensayos destructivos y no destructivos

  • Fecha: 2008

  • Materia: Ciencia y tecnología de materiales

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

  • Departamentos: INGENIERIA CIVIL: CONSTRUCCION

  • Acceso electrónico: http://oa.upm.es/1179

  • Director/a 1º: MORAGUES TERRADES, Amparo
  • Director/a 2º: ANAYA VELAYOS, José Javier

  • Resumen: Diversas aplicaciones del hormigón requieren una definición de durabilidad y de vida útil prolongada en el tiempo, como es el caso de aquellas estructuras dedicas al confinamiento de residuos de diversos tipos (como aquellos producidos en las plantas de incineración de residuos sólidos urbanos o los derivados de la utilización de los combustibles nucleares), tuberías de canalización, presas y tanques de almacenamiento de agua, entre otras aplicaciones. El principal proceso de degradación que puede afectar a estas estructuras es el ataque producido por aguas naturales, que provoca la descalcificación de la matriz cementicia y puede desembocar en un fallo en servicio del material, por el aumento de porosidad y la pérdida de propiedades mecánicas. En esta tesis doctoral se ha caracterizado el proceso de descalcificación en morteros de cemento mediante técnicas destructivas y no destructivas, con el objetivo de desarrollar un modelo de estimación de la vida útil de los materiales cementicios sometidos a procesos de descalcificación. Para lograr este objetivo se han fabricado varios grupos de probetas, con diferentes tipos de cementos y relaciones agua/cemento, las cuales han sido sometidas a un proceso de degradación acelerada por inmersión en nitrato de amonio. La caracterización microestructural de los materiales degradados y no degradados se ha abordado mediante la combinación de técnicas destructivas de caracterización (entre otras, análisis térmico, difracción de rayos-X, ténicas de medida de la porosidad), con la caracterización no destructiva mediante medidas de velocidad ultrasónica en inmersión. Los modelos desarrollados en esta tesis doctoral toman en cuenta el contenido de CaO del cemento de partida (teniendo en cuenta todos sus componentes) y la porosidad de las muestras no degradadas, para estimar la cinética del proceso de degradación y el grado de degradación de las mismas, estimando el parámetro cinético de avance del espesor degradado y la velocidad ultrasónica en la zona degradada. De esta forma, se ha obtenido un modelo cinético, que permite realizar estimaciones de vida útil de los materiales sometidos a procesos de descalcificación, y un modelo cualitativo, que nos permite estimar el grado de degradación de las muestras y estimar el espesor degradado de las mismas, a partir de medidas no destructivas de velocidad ultrasónica. Several applications of concrete need a deffinition of durability and life-cycle extended on time. Some examples of these applications among others, are those used on waste confinement (as those produced on solid urban residues incineration plants or those derived from nuclear combustible), pipes, water storage tanks and dams. The main degradation process that can affect this structures is caused by natural waters. Water-based degradation processes cause decalcification of the cementmatrix and can lead to a mechanical failure of the structure, caused by the increase on materials porosity and the loss of mechanical properties. Decalcification process in cement mortars has been characterised in this thesis by means of destructive and non-destructive testing. The main aim of this work is to develop a life-cyle estimation model for cement-based materials under decalcification process. To achieve this objective several mortar samples have been made, with different cement types and different water/cement ratios. Samples have been degradated in an accelerated way by inmersion under ammonium nitrate. Microstructural characterization of degraded and non-degraded samples has been tackled by the combination of destructive characterization techniques (thermal analysis, X-ray diffraction, porosity measurements, among others) with non-destructive characterization techniques by means of ultrasonic pulse velocity measurements under water. The models developed in this thesis take in account the CaO content in the cement (accounting for all the components of the cement) and the porosity of non-degraded samples, to estimate the kinetics of the degradation process and the degradation degree of the samples. This model estimates the kinetic parameter from the degraded depth propagation and the ultrasonic velocity in the degradaded zone. Thereby it has been obtained a kinetic model and a cualtitative model for the degradation process. First one allows life-time estimations for materials under decalcification processes. The second one allows to estimate degradation degree and degraded depth from nondestructive ultrasonic measurements