Data

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Durante el proceso de ensayo se extrajeron muestras a siete edades de exposición a cada uno de medios expuestos (tres potencialmente agresivos y dos medios de referencia) y para cada uno de los cementos empleados. Un total de 105 grupos de probetas o macro-probetas. En la. Figura 9 se muestra un esquema de las macro-probetas extraídas y los cortes realizados para obtener las muestras de análisis de cada tipo de cemento empleado para un determinado medio de exposición, y sería extensible al resto de los medios.

Macro-probetas extraídas en IIAC

2 días 4 días

7 días

14 días

IIAC2D

IIAC4D

IIAC7D

IIAC14D

30 días

58 días

92 días

8 profundidades de corte en

cada macro-probeta

IIAC30D IIAC58D IIAC92D

Macro-probetas extraídas en IVAC

2 días 4 días

7 días

14 días

IVAC2D IVAC4D IVAC7D IVAC14D

30 días

58 días

92 días

8 profundidades de corte en

cada macro-probeta

IVAC30D IVAC58D IVAC92D

Macro-probetas extraídas en SRAC

2 días 4 días

7 días

14 días

SRAC2D SRAC4D SRAC7D SRAC14D

30 días

58 días

92 días

8 profundidades de corte en

cada macro-probeta

SRAC30D SRAC58D SRAC92D

Figura 9. Esquema de macro-probetas extraídas y cortes realizados en uno de los

medios de exposición

Sección en contacto con el medio de exposición (sin resina)

Resto de las caras de las probetas recubiertas de resina epoxi

Sección en contacto con el medio de exposición (sin resina)

Resto de las caras de las probetas recubiertas de resina epoxi

Sección en contacto con el medio de exposición (sin resina)

Resto de las caras de las probetas recubiertas de resina epoxi

Una vez retiradas las macro-probetas del medio correspondiente se procedió a la parada del proceso de hidratación-degradación sumergiendo las muestras en acetona.

Cada una de las macro-probetas se cortaron en secciones de aproximadamente 2 mm de espesor perpendiculares al eje de la dirección de degradación, siguiendo el esquema mostrado en la Figura 9 (derecha). Las 9 ó 6 secciones que separa el plano amarillo representado en el esquema constituirían una muestra de análisis de un cemento, en un medio de degradación, a una edad determinada y a cada una de las profundidades cortadas.

De cada macro-probeta se obtuvieron muestras a 8 profundidades, correspondientes a las distintas profundidades susceptibles de alteración durante el proceso de degradación. El corte se realiza con una cortadora petrográfica de precisión Struers, Modelo Secotom-10, equipada con un disco de corte de diamante de espesor 0’41 mm (Figura 10).

Figura 10. Cortadora petrográfica de precisión Struers, Modelo Secotom-10

Antes de pasar a la caracterización de las muestras se eliminó la resina y se calibró el espesor de las secciones obtenidas con un calibre analógico de precisión 0.05mm, para determinar la profundidad media de la sección en el conjunto de la probeta (Figura 11).

A continuación se procedió a la pulverización de las muestras, utilizando un molino de ágata automático Retsch RM 200, empleando como tiempo de molienda 2 minutos y a una profundidad de 7-8 (Figura 12). El polvo obtenido se hizo pasar por el tamiz de 0,16 mm de luz para limitar el diámetro máximo de partícula.

1

A lo largo del proceso de corte fue necesario emplear discos de diferente espesor, lo cual fue tenido en cuenta en el posterior cálculo de la profundidad asignada al grupo de secciones obtenidas.

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(a) (b)

Figura 11. Imágenes de las muestras tras eliminar la resina (a), detalle del proceso de

calibrado de las muestras de análisis (b).

Figura 12. Molino de mortero de ágata empleado para la molienda de las muestras

3.2.3.2.Muestras en fase líquida

Durante el desarrollo de esta campaña experimental, se obtuvieron dos tipos de muestras en estado líquido, las alícuotas recogidas en los medios de exposición, y las obtenidas por disolución de las muestras de ensayo en estado sólido obtenidas según el procedimiento descrito en el apartado 3.2.3.1.

Alícuotas extraídas durante el periodo de exposición

Las alícuotas tomadas de los medios de exposición a diferentes tiempos de fueron extraídas para controlar la composición de los medios y determinar la lixiviación de iones procedente de las probetas.

La nomenclatura de las muestras hace referencia a las abreviaturas mencionadas en la Tabla 5, para cada tipo de cemento y medio de exposición, incluyendo a continuación un número que indica la edad en días a la que fue tomada la muestra más una “D” . En la Figura 13 se muestra una imagen del tipo de alícuotas recogidas.

Figura 13. Alícuotas recogidas de los medios de exposición durante el proceso de

degradación

Disolución de muestras sólidas

La determinación de iones en las muestras de pasta de cemento requiere la disolución de las muestras. El método de disolución varía en función de la determinación a realizar.

La evaluación de elementos mayoritarios, entre los que se incluye la determinación de CaO, MgO, Fe2O3 y Al2O3 precisa la disolución completa de la muestra (apartado 13, UNE 196-

2:2006). Según la norma la muestra ha de disgregarse por medio de una fusión con peróxido de sodio. La masa fundida se disuelve en HCl y se evapora hasta sequedad precipitándose la sílice impura (el procedimiento se realiza por duplicado para asegurar la completa precipitación). Esta sílice precipitada se trata con HF y H2SO4,consiguiéndose así la volatilización de la sílice pura

y resultando de esta operación un residuo 1 y un filtrado 1. El residuo 1 se trata con una mezcla de carbonato y cloruro sódicos con el fin de precipitar los silicatos solubles, se disuelve con HCl y se añade al filtado 1. Hemos denominado este procedimiento de disolución de muestra Método A.

La determinación de SO4 2-

implica la disolución de un gramo de muestra con HCl en caliente (apartado 8.2, UNE 196-2:2006). Se lleva a temperatura próxima a ebullición, se deja reposar y se filtra, lavando hasta ensayo negativo de iones cloruro con nitrato de plata y se enrasa a un volumen determinado. Hemos denominado este procedimiento de disolución de muestra Método B.

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El uso de procedimientos diferentes para cada una de las determinaciones implicaría un mínimo de 2 g de muestra, uno para cada procedimiento de disolución. Esto puede suponer un problema cuando la cantidad de muestra es limitada. En nuestro caso, cada muestra (6 secciones en el caso de cemento SR y 9 en el caso de los cemento II y IV) con un espesor medio de 1.5 mm, y una densidad aproximada de 1,7 g/ml, oscilaría entre 1,5 y 2,5 g, a lo que hay que descontar las pérdidas por tratamientos de la muestra como la molienda.

Tenemos que considerar además la cantidad de muestra que lleva la realización de ensayos en fase sólida (ATD-TG y DRX) y la posibilidad de reservar cierta cantidad de muestra de seguridad por si hubiese algún error en el proceso o se decidiese incluir alguna determinación posterior en virtud de los resultados obtenidos. En este estudio, incrementar la masa de cada muestra, implicaría incluir más probetas en cada macro-probeta, lo que conlleva un número mayor de amasadas, y en consecuencia una diferencia de tiempo mayor entre amasadas de las probetas unitarias incluidas en la macro-probeta definida como unidad de análisis. Es necesario tomar una solución de compromiso entre la cantidad máxima de muestra por análisis y la homogeneidad de la muestra.

La realización del procedimiento que hemos denominado A (disolución completa de la muestra), suma un número significativo de inconvenientes/dificultades: implica cierta pericia del operador que lleva a cabo la determinación, la inversión de gran cantidad de tiempo, el uso de numerosos reactivos y equipos a alta temperatura como el horno-mufla. Todo ello son factores a tener en cuenta desde el punto de la practicidad y rapidez en la realización de ensayos, especialmente cuando se van a realizar un número elevado de determinaciones.

Estos aspectos motivaron que comparáramos los dos métodos de disolución con el fin de saber si podíamos emplear un método único para todos los iones. Especialmente en la determinación de iones calcio, magnesio y sulfato, ya que éstos son los iones mas sensibles en lixiviación y se determinaban, además de en las muestras disueltas, en las muestras recogidas a lo largo del proceso de ensayo.

Las conclusiones derivadas de estos ensayos motivaron que optásemos por llevar a cabo la disolución de las muestras mediante el método de disolución para la determinación de sulfatos, es decir el Método B