2.2.3.1 Aplicación del método de Torrent para medir la permeabilidad al aire.
Según (Fernández Luco et al., 2010) la medida de la permeabilidad al aire constituye un indicador cuantitativo de la presencia o ausencia del defecto cuyo valor documental como valor de referencia es incuestionable para definir el problema. El análisis de los valores de permeabilidad medidos debe realizarse de manera comparada adoptando referencias convenientes, usualmente de zonas no comprometidas de la estructura y es esencial que su interpretación se realice de manera apropiada.
2.2.3.1.1 Preparación de las muestras para el ensayo.
Para este ensayo los testigos fueron secados a una temperatura de 100 ºC, en una estufa, hasta alcanzar un valor de humedad inferior al 5 %, debido a que si los niveles de humedad son elevados al realizar el ensayo, los resultados estarán un tanto distantes de los coeficientes de permeabilidad reales del hormigón evaluado y por tanto la estimación de la calidad del mismo también.
2.2.3.1.2 Descripción del ensayo.
El instrumento está conformado esencialmente por una celda con doble cámara (una cámara interna i y una cámara externa e), basada en el principio del anillo de guarda y un regulador de presión a membrana, cuya función es mantener a ambas cámaras siempre a la misma presión (Pi = Pe).
Antes de comenzar el ensayo hay que asegurarse de que la superficie esté lo más lisa posible para evitar resultados irreales debido a las irregularidades de la misma, además de calibrar correctamente el instrumento.
El mecanismo de operación del instrumento se basa en crear con la bomba un vacío en ambas cámaras manteniendo las válvulas 1 y 2 abiertas hasta que la presión Pi baje a aproximadamente 30 mbar, entonces se cierra la válvula 2, y la bomba comienza a actuar sobre la cámara externa solamente (cuando se lo permite el regulador), a modo de equilibrar la presión en ambas cámaras en todo momento. De esta manera, el exceso de aire que ingrese lateralmente en la cámara externa será evacuado por la cámara exterior, logrando que el flujo de aire hacia la cámara central sea básicamente unidireccional y no afectado por el ingreso de aire desde el exterior debido a un mal sellado de la cámara externa o a través de los poros de la superficie.
46 Figura 2.3. Esquema del “Método Torrent”. Fuente: Elaboración propia La evolución de la presión Pi se mide a partir de los 60 s con un sensor de presión comandado por un microprocesador que tiene integrado un cronómetro.
El microprocesador almacena la información y efectúa los cálculos para mostrar automáticamente, al fin del ensayo, el valor del coeficiente de permeabilidad al aire kT (m²). Este ensayo puede durar entre 2 y 12 minutos en dependencia de la permeabilidad del hormigón (Fernández Luco et al., 2010).
Finalmente, la medición brinda el coeficiente de permeabilidad, la longitud ensayada y la temperatura. El tipo de permeabilidad al aire se puede expresar en función del coeficiente de Kt determinado por el equipo.
Tabla 2.10: Clasificación de la permeabilidad al aire del hormigón en función de kT Fuente: (Torrent, 2011).
Kt (10¯¹⁶ m²) Tipo de permeabilidad Clasificación
<0.01 Permeabilidad Muy Baja PK1
0.01 a 0.1 Permeabilidad Baja PK2
0.1 a 1.0 Permeabilidad Moderada PK3
1.0 a 10 Permeabilidad Alta PK4
>10 Permeabilidad Muy Alta PK5
2.2.3.2 Aplicación del método de ensayo ASTM C1202 para medir la difusión de iones cloruro.
Para estimar la difusión de cloruros fue utilizado el método de resistencia a la penetración o ensayo rápido de permeabilidad al cloruro (RCPT), también conocido como prueba de Coulomb, el cual fue desarrollado por primera vez en el año 1981 por el investigador Whiting, quien aplicó un campo eléctrico para acelerar el ensayo de penetración de cloruros en el hormigón y propuso el ensayo de permeabilidad rápida, que ha sido estandarizado por la norma (ASTM-C1202, 1994) (equivalente AASHTO T-277).
Esta aceleración es llamada migración y está gobernada por los mismos parámetros básicos de la difusión (la movilidad iónica o difusividad). Para este método se introducen artificialmente iones adicionales en la solución de poros, por la aplicación de un potencial eléctrico adecuado entre la fuente de iones y el hormigón.
Según la norma para el ensayo ASTM-C1202 la permeabilidad al ion cloruro puede ser clasificada según aparece en la tabla 2.11.
48 Tabla 2.11. Tipo de permeabilidad al ion cloruro según la carga que pasa. Fuente: Norma (ASTM-C1202, 1994)
Carga que pasa (Coulombs) Tipo de permeabilidad al ion Cloruro >4000 Alta 2000-4000 Moderada 1000-2000 Baja 100-1000 Muy baja <100 Despreciable
2.2.3.2.1 Preparación de las muestras para el ensayo.
Para este ensayo las muestras de hormigón fueron recortadas a un espesor de 50 mm, las caras fueron corregidas para eliminar cualquier irregularidad que afectara el paralelismo entre ellas.
Las muestras de 50 mm se sometieron a un proceso de vacío para extraer el aire del sistema de poros mediante una cámara de secado, pasadas tres horas, se agregó agua destilada a la desecadora, cubriendo totalmente las muestras y posteriormente se continuó aplicando vacío durante una hora más.
Terminado el proceso las muestras se dejaron remojar durante 20 horas, y posteriormente fueron sacadas para preparar el ensamblado de las celdas, dejando bien selladas las uniones entre ellas aplicando silicona en todo el borde de las muestras al ser introducidas en sus respectivas celdas.
2.2.3.2.2 Descripción del ensayo.
Finalizado el proceso de saturación en vacío, la muestra de 50 mm de espesor fue colocada entre dos celdas de acrílico. Una celda fue rellenada con solución de 0,3
N NaOH y la otra con solución de 3,0% de NaCl. Las celdas fueron conectadas al equipo (GERMANN INSTRUMENTS) y seguidamente se encendió la fuente de poder para comenzar la medición de los parámetros que serían monitoreados en la prueba (el procedimiento se realizó a cada muestra).
El ensayo consiste en medir durante 6 horas el paso de la corriente a través de la muestra, controlando caída de voltaje y temperatura, velando por que la fuente de poder esté en el rango 60+-1 V. El resultado de permeabilidad se obtiene de acuerdo a la cantidad de carga que circula por cada muestra durante el ensayo y es clasificado el hormigón en función de su nivel de carga de acuerdo a su tipo de permeabilidad al ion cloruro en: alta, moderada o baja.
Figura 2.4. Esquema gráfico del ensayo acelerado de migración de cloruros. Fuente: (Torrent, 2011).
A mayores niveles de carga, más permeable será el hormigón a la penetración de iones externos.
2.2.3.3 Medición de la absorción capilar.
El método normalizado para medir la absorción capilar en un hormigón consiste en colocar las muestras de 100 mm de diámetro y 25 mm de altura en un recipiente en donde el nivel de agua debe estar 3 mm por encima de la cara
59 inferior de las mismas e ir midiendo el cambio de peso del hormigón ante la penetración del agua en intervalos de tiempo.
2.2.3.3.1 Preparación de las muestras para el ensayo.
Para este ensayo las muestras de hormigón fueron recortadas a un espesor de 25 mm y corregidas para evitar cualquier irregularidad en su paralelismo, posteriormente se colocaron en la estufa a una temperatura de 60 grados centígrados por un tiempo de 48 horas. Una vez las muestras, llevadas a peso constante, se tomaron sus dimensiones y cubrieron sus laterales con una cubierta de parafina o cera para impermeabilizarlos y asegurarse de que la succión ocurriese solamente por la cara inferior. Luego fueron pesadas las muestras.
Figura 2.5. Cortado de las muestras. Fuente: Elaboración propia.
2.2.3.3.2 Descripción del ensayo.
Después de preparadas las muestras fueron colocadas en el estante sumergiendo solamente los tres milímetros inferiores de las mismas en él. Se comenzaron a obtener los primeros resultados de variación de peso debido a la succión con una frecuencia de 5, 10, 15 y 30 minutos, luego se continuó midiendo cada 1, 2, 3, 4 y
6 horas respectivamente y finalmente se obtuvieron mediciones a los 1, 3, 5 y 7 días contados a partir del inicio del ensayo o su contacto con el agua.
Una vez realizados los ensayos de absorción capilar, según los requerimientos de
la (NC-345, 2005)
,
con los pesos obtenidos a las diferentes edades indicadas seobtiene una curva similar a la de la Figura 2.6.
Figura 2.6. Curva típica de absorción de agua obtenida por el ensayo de capilaridad. Fuente: (NC-345, 2005)
Dado a que el eje del tiempo está en escala de raíz cuadrada, el punto crítico entre los estados 1 y 2 corresponde al momento cuando el frente de agua ha avanzado hasta alcanzar la parte superior y se considera el valor final de los resultados, por lo que el estado 1 corresponde al llenado de agua de todos los poros de gel inicialmente vacíos y los otros poros capilares, mientras que el estado 2, corresponde al llenado gradual de los poros inertes o vacíos de aire por un proceso de disolución-difusión de aire. Solo interesa el estado 1, pues el estado 2 es de interés en relación a la resistencia a la congelación (NC-345, 2005).
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