ESTUDIO DE LA RELACIÓN AGUA/CEMENTO Y SU INFLUENCIA EN LA PERMEABILIDAD DEL CONCRETO – 2017

ESTUDIO DE LA RELACIÓN AGUA/CEMENTO Y SU INFLUENCIA EN LA PERMEABILIDAD DEL CONCRETO – 2017.

STUDY OF THE WATER / CEMENT RELATIONSHIP AND ITS INFLUENCE ON THE PERMEABILITY OF THE CONCRETE – 2017.

Robles Carrero Nathaly Priscilla^[1]

Resumen

La consecuencia de este déficit provoca severas inundaciones en los diferentes distritos, lo que eleva la construcción de vías, reduce su tiempo de vida útil y origina pérdidas humanas y materiales. Las estructuras que tienen contacto con el agua, como una edificación cerca al mar, lo que produce la corrosión en el acero, la razón por la cual esta investigación tiene como objetivo general estudiar la relación agua/cemento y cómo influye en la permeabilidad del concreto para solicitaciones específicas de f’c=210 kg/cm², y f’c= 280 kg/cm² con diferentes relaciones agua/cemento y dos tipos de tamaño máximo nominal de agregado 1” y ¾”.

La presente tesis hace uso del tipo de investigación aplicada, que se caracteriza por emplear conocimientos ya existentes y determinar si estos pueden ser usados para solucionar un problema actual, y el diseño de investigación es el experimental, debido a que no se es conocido cuál es la proporción de relación agua cemento que debe de tener la mezcla de concreto poroso para mejorar su permeabilidad.

Se ha demostrado que el concreto a mayor relación agua/cemento, mayor es su permeabilidad, puesto que la relación que existe entre el coeficiente de permeabilidad y la relación a/c es directa y varia de forma exponencial como también a menor relación a/c menor profundidad de penetración del agua., para concretos f’c=210 kg/cm² y f’c=280 kg/cm² TMN=1" y TMN=3/4”.

Palabras clave: permeabilidad del concreto, relación agua/cemento, tamaño máximo nominal.

Abstract

The consequence of this deficit causes severe floods in the different districts, which increases the construction of roads, reduces their useful life and causes human and material losses. The structures that have contact with water, such as a building near the sea, which produces corrosion in steel, the reason why this research has as a general objective to study the water / cement ratio and how it influences the permeability of concrete for specific loads of f'c = 210 kg / cm², and f'c = 280 kg / cm² with different water / cement ratios and two types of maximum nominal size of aggregate 1 "and ¾".

This thesis makes use of the type of applied research, which is characterized by using already existing knowledge and determining if these can be used to solve a current problem, and the research design is experimental, because it is not known which is the ratio of water cement ratio that the porous concrete mixture must have to improve its permeability.

It has been shown that the concrete with a higher water / cement ratio, the greater its permeability, since the relationship between the coefficient of permeability and the ratio a / c is direct and varies exponentially as well as at a lower ratio a / c lower depth of water penetration., for concrete f’c=210 kg/cm² and f’c=280 kg/cm² TMN=1" and TMN=3/4”.

Keywords: permeability of the concrete, water/cement ratio, maximum nominal size.

Introducción

El concreto es el principal material que se utiliza en la industria de la construcción. Se caracteriza por ser heterogéneo y poroso, por tanto, propenso al ingreso de agentes agresivos que causan su deterioro físico y químico afectando su durabilidad. La propiedad del concreto que facilita el ingreso de estos agentes es la permeabilidad. Esta propiedad del concreto ha sido investigada ampliamente de tal manera que entidades internacionales han establecido ensayos normados que determinan el procedimiento a seguir para su medición, sin embargo, no hay un ensayo de aceptación general ni existe ensayo establecido por la Norma peruana.

En toda América Latina han empezado a sacar a la luz los grandes problemas de drenaje pluvial que tienen grandes urbes de las principales ciudades de este continente. Una de ellas es Barranquilla, que con el último fenómeno del niño viene teniendo serios problemas con el drenaje pluvial de sus ciudades, no sólo por la falta de capacidad de estas, sino por la inexistencia de la misma en muchas zonas de la ciudad. Esto genera que las calles de Barranquilla se conviertan en una especie de ríos con grandes alturas de agua, llegando a desarrollar velocidades de flujo bastante altas, que trae como consecuencia severas pérdidas materiales y humanas.

Según la evaluación realizada por la Sub Gerencia de Gestión de Riesgo y desastre de la Municipalidad Provincial de Arequipa, esta sólo cuenta con el 20% de sus ciudades provistas con sistema de drenaje pluvial. La consecuencia de este déficit provoca severas inundaciones en los diferentes distritos que conforma Arequipa, lo que eleva la construcción de vías, reduce su tiempo de vida útil y origina pérdidas materiales y humanas. El sub gerente de esta región sostiene el gran gasto que sugiere implementar las vías ya construidas con un sistema de drenaje pluvial, el cual supera ampliamente el costo que podría generar incluir este sistema ya desde antes de la ejecución de las vías.

En Chiclayo existe un problema de no tener una buena compactación y por ser la más expuesta a las consecuencias del mal hábito de no tener un buen curado en las estructuras, esta vital capa superficial suele ser la de peor calidad en elemento estructural.

No existe un método de aceptación general para caracterizar la estructura de poros del concreto y relacionarla con su durabilidad. Sin embargo, diversas investigaciones han indicado que la permeabilidad del concreto, al aire o al agua, es una excelente medida de su resistencia al ingreso de medios agresivos en el estado gaseoso o líquido y así constituye una medida de la durabilidad potencial de un concreto dado. Sin embargo, es probable que se disponga de tales métodos en el futuro, lo que permitirá clasificar al concreto en base a su permeabilidad. Entonces podrán postularse requisitos para la permeabilidad del concreto.

El ataque de sulfatos hace que la permeabilidad se vea afectada ya que parte de concreto utilizado en la práctica se expone a graves ataques químicos, esto es una ventaja ya que la resistencia del concreto suele ser menor que cuando se trata de otras formas de ataque. Las formas más frecuentes de ataque de los agentes químicos al concreto son la lixiviación del cemento y la acción de los sulfatos, las aguas ligeramente ácidas y el agua marina. Lo que es importante notar es que, en algunos casos, la densidad y la permeabilidad del concreto influyen en su durabilidad a tal grado, que superan la influencia del tipo de cemento empleado.

El gran problema de la corrosión por carbonatación se activa en el rango de 60 a 90 % de humedad relativa. En el caso de la corrosión por cloruro el efecto de la humedad es importante en especial en los niveles de 70 a 90% de humedad relativa. Experiencias en regiones cálidas se muestran que la elevada humedad relativa favorece el fenómeno de la corrosión.

Materiales y métodos

La presente tesis hace uso del tipo de investigación aplicada, que se caracteriza por emplear conocimientos ya existentes y determinar si estos pueden ser usados para solucionar un problema actual. Para el caso de este proyecto de investigación, el problema planteado pretende solucionar la incertidumbre que existe entre el efecto que podría tener sobre la permeabilidad del concreto y la aplicación de diferentes relaciones agua cemento. Esto nos permitirá generar y respaldar el empleo de nuevas tecnologías, teniendo como base los conocimientos ya existentes, como lo son la Ley de Darcy, las diferentes normas de ensayo, entre otros aspectos. Además, cabe resaltar que los resultados obtenidos podrán ser empleados en cualquier lugar, siempre y cuando se realice el diseño de mezcla respectivo, ya que este tipo de investigaciones se caracteriza por generar conocimientos que no dependen de la ubicación geográfica, sino que su uso se puede extrapolar a diferentes regiones del planeta, y el diseño de investigación es el experimental, debido a que no se es conocido cuál es la proporción de relación agua cemento que debe de tener la mezcla de concreto poroso para mejorar su permeabilidad. Por este motivo, es que se hará uso de múltiples ensayos que nos permitan evaluar el comportamiento de la mezcla ante la variación de la relación a/c. Este diseño de investigación se caracteriza por manipular las variables independientes y en base a ello, obtener los resultados deseados, alterando el comportamiento de las variables dependientes. La variable independiente vendría a ser la relación agua cemento, teniendo que usar ciertas proporciones de esta, que ayuden a generar gráficos que nos permitan describir la tendencia o comportamiento que llega a desarrollar el concreto, producto de esa manipulación.

La población que se ha tomado como referencia son los concretos en general con resistencias a la compresión de 210 kg/cm² y 280 kg/cm², debido a que lo único que cambiaría entre uno y otro concreto, realizado acá o el otro lugar sería el diseño de mezclas, esperando que el resto de propiedades únicamente se vea influenciada por este diseño, algún agente externo o la incorporación de algún aditivo. La cantera de donde se extrajo el material para realizar dicho concreto fue escogida en base a ensayos de laboratorio que respaldaban dicha selección.

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