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驴Es el agua de mar agresiva para el hormig贸n?

http://www.ohlinnovacion.com/soluciones-tecnologicas-innovadoras/cubipod/

La gran cantidad de obras mar铆timas que se realizan han obligado a realizar numerosos estudios sobre el comportamiento de los hormigones sometidos a la acci贸n del agua del mar. El hormig贸n, como material heterog茅neo que es, presenta propiedades que var铆an de las caracter铆sticas de sus componentes, de sus cantidades, de la forma de poner dicho hormig贸n en obra, del curado y conservaci贸n, del medio donde va a estar trabajando, entre otras.

En efecto, el agua de mar provoca un proceso muy complejo sobre el hormig贸n en el que intervienen gran n煤mero de par谩metros mec谩nicos, f铆sicos, qu铆micos, biol贸gicos y atmosf茅ricos. Sin embargo, la agresividad qu铆mica de los componentes del agua marina sobre los productos de hidrataci贸n del cemento, en especial el hidr贸xido de magnesio (Mg(OH)2) y el sulfato c谩lcico (CaSO4), provocan expansiones debidas a la reacci贸n 谩lcali-谩rido,聽si hay 谩rido reactivo, a la presi贸n de cristalizaci贸n de sales en el hormig贸n, a la acci贸n del hielo en climas fr铆os, a la corrosi贸n de las armaduras y a la erosi贸n f铆sica debida al oleaje. Estas acciones aumentan la permeabilidad del hormig贸n, lo que retroalimenta el proceso. Son los iones sulfato del interior de la matriz los que reaccionan con el monosulfatoaluminato produciendo estringita, que es la responsable de la expansi贸n y la rotura. Con todo,聽el agua de mar es menos agresiva para el hormig贸n que cada una de las soluciones que la componen individualmente debido a que el comportamiento expansivo asociado con formaci贸n de estringita est谩 inhibido por la presencia de cloruros聽y facilita su solubilidad. Adem谩s, el CO2 disuelto en el agua carbonata gradualmente al hormig贸n, formando una capa superficial de carbonato c谩lcico que act煤a como protector frente al ataque del hidr贸xido de magnesio y del sulfato c谩lcico los cuales terminan colmatando los poros restantes.

Lo anteriormente expuesto indica que, en un hormig贸n de razonable calidad, no suele ser un serio problema el ataque qu铆mico por el agua de mar. El par谩metro esencial que determina el buen comportamiento de un hormig贸n es su compacidad y la morfolog铆a de sus poros. Por tanto, aunque el agua de mar podr铆a considerarse como poco agresiva respecto de los hormigones, el ambiente marino, por s铆 mismo, resulta fuertemente agresivo. En efecto, el ataque qu铆mico del agua de mar depende de si el hormig贸n se encuentra sumergido total o parcialmente. Si est谩 totalmente sumergido, tienen lugar fundamentalmente los procesos qu铆micos. En la zona de oscilaci贸n, act煤an los ataques qu铆micos con otras acciones f铆sicas como cristalizaciones de sales, heladas, etc. En la zona no sumergida, pero cercana al agua, 茅sta sube por capilaridad y arrastra sales que pueden cristalizar dando lugar a expansiones. Adem谩s, los cloruros del agua marina (MgCl2) solubilizan el hidr贸xido de calcio (Ca(OH)2) (portlandita) que se ha formado durante el fraguado y endurecimiento del cemento, formando cloruro de calcio e hidr贸xido de magnesio.

http://blog.hidrodemolicion.com/2013/02/corrosion-del-hormigon-en-ambiente.html

El tema se complica cuando tratamos con hormig贸n armado. Efectivamente, los cloruros (incluso los bromuros) presentes en el agua marina atacan a las armaduras. Los iones cloruro penetran por difusi贸n por los poros del hormig贸n y llegan a las armaduras, donde forman un electrolito conductor que rompe su capa pasivante y se produce la oxidaci贸n llamada de “picadura”. Es por ello, que en las estructuras de hormig贸n armado situadas en ambiente marino, resulta fundamental respetar los recubrimientos recomendados para evitar la corrosi贸n descrita.

Os dejo a continuaci贸n una gu铆a t茅cnica de IECA donde se describe con mayor detalle el comportamiento del hormig贸n en ambiente marino.

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26 julio, 2018
 
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Los or铆genes del hormig贸n armado

http://www.cehopu.cedex.es/hormigon/

Las civilizaciones antiguas ya tuvieron la idea de juntar piedras usando un amalgamador. As铆, hacia el 2500 a.C., los egipcios ya emplearon un mortero de cal y yeso en聽la construcci贸n de las pir谩mides de Giza. Sin embargo, fueron los romanos los que emplearon el hormig贸n a gran escala en obras como el Coliseo (en su cimiento y paredes internas) y el Pante贸n, construidos en los a帽os 80 y 120 d.C. en Roma, o bien en el puente de Alc谩ntara, en Hispania, del 104 al 106 d.C.

Tras la ca铆da del imperio romano, el uso del hormig贸n decae hasta que, en la segunda mitad del siglo XVIII se vuelve a emplear en Francia y en Inglaterra. As铆, en 1758, el ingeniero John Smeaton, ide贸 un nuevo mortero al reconstruir el faro de Eddyston en la costa de Cornish. En esta obra se emple贸 un mortero adicionando una puzolana a una caliza con una alta proporci贸n de arcilla. Este mortero se comportaba bien frente a la acci贸n del agua del mar debido a la presencia de arcilla en las cales, permitiendo incluso fraguar bajo el agua permanecer insoluble una vez endurecido.

Aunque Joseph Aspdin patent贸 en 1824 el cemento Portland, se considera al franc茅s Vicat como padre del cemento al proponer en 1817 un sistema de fabricaci贸n que se sigue utilizando actualmente. Con todo, el cemento Portland actual se produce, desde el a帽o 1845, con el sistema de Isaac C. Jhonson. Este procedimento se basa en altas temperaturas capaces de clinkerizar la mezcla de arcilla y caliza.

Las nuevas d谩rsenas en el puerto de Toulon (Francia), en 1748, constituyen la primera obra moderna en la que se emplea el hormig贸n y que se encuentre documentada. Esta obra se ejecut贸聽mediante tongadas alternas de hormig贸n fabricado con puzolana y mamposter铆a irregular. En 1845 Lambot empieza a fabricar en Francia objetos en los que combina el hormig贸n y el acero surgiendo de esta forma el primer hormig贸n armado.

Patentes de sistemas de hormig贸n armado (Christophe 1902)

Destaca la publicaci贸n, en 1861, del libro “B茅tons Aglom茅r茅s appliqu茅s 脿 l鈥檃rt de construire“, donde Fran莽ois Coignet analiza la funci贸n del hormig贸n y del acero como partes integrantes del nuevo material. Joseph Monier construye en 1875 el primer puente de hormig贸n armado del mundo en Chazalet (Francia) con un vano de 16,5 m de luz patentando el hormig贸n armado. En 1885, asociados Coignet y Monier, presentan en la Exposici贸n Universal de Par铆s ejemplos de elementos que podr铆an realizarse con hormig贸n como vigas, b贸vedas, tubos, etc.

A finales del siglo XIX se comienza a utilizar el hormig贸n en pa铆ses como Alemania y Estados Unidos. Aunque las primeras aplicaciones del hormig贸n en Estados Unidos datan de 1875, fue a partir de 1890 cuando su empleo alcanz贸 un impulso extraordinario. Eran unos a帽os donde las bases cient铆ficas del comportamiento del hormig贸n armado no estaban asentadas y, por tanto, las aplicaciones estaban sujetas a patentes y sistemas de firmas comerciales. As铆, a pesar de las patentes de Monier sobre el hormig贸n armado, el desarrollo del nuevo material no despeg贸 hasta que empresarios alemanes como Freytag no compraron los derechos de explotaci贸n. Fue en 1885 cuando el ingeniero Gustaf Wayss, que acababa de asociarse a las empresas alemanas que pose铆an los derechos de聽Monier, estableci贸聽los principios b谩sicos聽del comportamiento del hormig贸n armado.

Edmond Coignet y De Tedesco publicaron en 1884 el primer m茅todo de dimensionamiento el谩stico de secciones de hormig贸n armado sometidas a flexi贸n, mientras que el ingeniero Mathias Koenen, director t茅cnico de la empresa de Wayss y Freytag, public贸 en 1886 el primer m茅todo emp铆rico de este tipo de secciones. La empresa de Wayss y Freytag construy贸 entre 1887 y 1899 trescientos veinte puentes distribuidos por toda Alemania y el Imperio austro-h煤ngaro.

Las construcciones de Monier en Alemania supusieron un impulso potente en Francia, donde a partir de 1890, empez贸 una aut茅ntica revoluci贸n en la industria de este pa铆s. Jean Bordenave patent贸 en 1886 un sistema de tuber铆as de hormig贸n armado (Sid茅ro-ciment) que se utilizar铆a por primera vez en el abastecimiento de agua potable de Venecia.聽La primera patente realmente significativa en el 谩mbito del hormig贸n la realiz贸 F. Hennebique en 1892 en Francia y B茅lgica.聽En 1902 Rabut define las leyes de deformaci贸n del hormig贸n armado y sus reglas de c谩lculo y empleo. En 1904 De Tedesco publica聽el primer volumen completo sobre hormig贸n. La primer tesis sobre hormig贸n estructural la present贸 F. Dischinger en 1928, versando聽dicho trabajo sobre l谩minas de hormig贸n para cubrir grandes espacios.

Anuncio cemento, 1903

En Espa帽a la t茅cnica del hormig贸n armado tambi茅n lleg贸 a finales del siglo XIX, desarroll谩ndose simult谩neamente con la industria del cemento portland. Nuestro pa铆s se situ贸 desde ese momento en las primeras posiciones en el desarrollo internacional de la聽construcci贸n con聽hormig贸n armado. La fabricaci贸n de traviesas de ferrocarril por parte de Nicolau en 1891 y el proyecto y construcci贸n en 1893 del dep贸sito de agua de Puigverd (LLeida) por parte del ingeniero Francesc Maci谩, se consideran las primeras aplicaciones de este material. En los primeros a帽os del siblo XX, otros ingenieros y arquitectos (Ribera, Zafra, Rebollo, Dur谩n, Jalvo, Fernandez Casado, Torroja, entre otros)聽contribuyeron enormemente al desarrollo del hormig贸n armado en Espa帽a. Por 煤ltimo, a partir de 1910,聽se introduce la ense帽anza del hormig贸n armado en la Escuela de Ingenieros de Caminos de Madrid. No obstante, accidentes como el de la construcci贸n del tercer dep贸sito del Canal de Isabel II hizo que estos inicios fueran complicados.

Puente de Ribera (1910) en Valencia de Don Juan (Le贸n). http://www.mirame.chduero.es/PHD/Hidro.php?id=196

Referencias:

http://www.cehopu.cedex.es/hormigon/

http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es/index.php/informesdelaconstruccion/article/viewArticle/3261/3674

 

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Fabricaci贸n del cemento

El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Mezclado con agregados p茅treos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y pl谩stica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia p茅trea, denominada hormig贸n.

Las fases para su fabricaci贸n son las siguientes:

  1. Fragmentado y molido. En esta primera fase, la piedra calc谩rea y la arcilla se fragmentan y se muelen hasta quedar reducidas a polvo.
  2. Dosificaci贸n y mezcla. En una gran cuba o cisterna se mezclan las cantidades exactas de cada material y se amasan hasta obtener la textura adecuada.
  3. Cocci贸n. Se efect煤a en un horno giratorio en forma de cilindro de hasta 100 m de largo. El material recorre lentamente el tubo y se cuece a una temperatura de 1.300 a 1.500 掳C. De 茅l sale en forma de peque帽as bolas; es lo que se llama cl铆nker.
  4. Molido del cl铆nker. El cl铆nker que hemos obtenido se muele hasta que se convierte en un polvo fin铆simo, que recibe el nombre de cemento.
  5. Almacenamiento y empaquetamiento. El cemento se almacena en silos. Despu茅s se empaqueta en sacos de 50 kg, listo para su comercializaci贸n y para ser utilizado.

Esquema del proceso de fabricaci贸n del cemento Portland, mostrando los posibles puntos de control de calidad, en los cuales el productor extrae muestras.

Sin embargo, para entender mejor este proceso, dejo unos cuantos v铆deos explicativos que espero resulten de vuestro inter茅s.

(m谩s…)

23 mayo, 2015
 
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驴Cu谩ndo se invent贸 el primer cemento artificial?

Pont du Gard, Francia

Los datos hist贸ricos nos indican que ya se emplearon diversos morteros y hormigones en civilizaciones tan antiguas como la egipcia o la china hacia el 3000 A.C. Sin embargo, fueron los romanos los que utilizaron su famoso mortero formado de cal y adiciones de tierra volc谩nica abundante en Puzzoli, a las faldas del Vesubio. Con este material se construyeron numerosas obras, entre las que podemos destacar el teatro de Pompeya, los ba帽os p煤blicos de Roma, el Pont du Gard o el Pante贸n.

Hubo que esperar a 1756 cuando John Smeaton emple贸 morteros obtenidos por calcinaci贸n de mezclas de calizas y arcillas para reconstruir el faro de Eddystone. A帽os m谩s tarde, en 1796, James Parker patenta un cemento hidr谩ulico natural al calcinar caliza con impurezas de arcilla, denomin谩ndolo “Cemento Parker” o “Cemento Romano”. Son en estos a帽os, a caballo entre el final del siglo XVIII y el principio del XIX cuando se registran numerosas patentes de cementos naturales, detac谩ndose el cemento de Luois Vicat, fruto de la mezcla de cales y arcillas en proporciones adecuadas y molidas de forma conjunta. Ello permiti贸 proyectar al propio Vicat el primer puente construido con hormig贸n en masa, el puente de Souillac, entre 1812 y 1824. (m谩s…)

8 septiembre, 2013
 
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Universidad Politécnica de Valencia