Durabilidad de los materiales - Causas del deterioro Corrosión Medio ambiente: Condiciones exposición, condiciones servicio Tipo material a) Madera: - Hongos (cromogenos, pudrición, mono) - Insectos (coleópteros xilofagos) - degradación por luz - humedad atm - ciclo hielo-deshielo - fuego b) Acero: - Corrosión - oxidación c) Hormigón: - corrosión (lixiviación, intercambio iónico) - agrietamiento d) Ladrillos: - Inchamiento Factores que influyen en la durabilidad a) Diseño de la estructura b) Materiales c) Ejecución d) Curado Aglomerantes - compuestos que unen a otros sin reaccionar con ellos tipos de aglomerantes: dependiendo de cómo adquieran resistencia a) aglomerantes térmicos b) aglomerantes poliméricos: resinas epoxicas, urea formaldehído c) aglomerantes aéreos e hidráulicos: cal, yeso, cemento Hidratación granos de cemento - proceso lento - granos de diámetro > 16 um tarda mas de 1 año agua ínter laminar: entre los sólidos, se pierde con HR< 11% agua absorbida: se pierde cuando HR <30% agua libre: puede entrar o salir, dependiendo de la tº y humedad Adiciones Minerales - material incorporado al cemento o al hormigón - mejoran las propiedades - menor calor de hidratación - mayores resistencias - ahorro de energía - protección del medio ambiente - reducen presencia e hidróxido de calcio Puzolanas - material silícico o silicoluminoso, tiene poca o nula actividad hidráulica al mezclarse con agua - finamente dividido y con agua reacciona químicamente con el CH formando compuestos hidratados (csh) puzolanas escorias de alto horno filler (no tienen actividad puzolanica) Clasificacion a) Naturales: cenizas volcánicas, tierras de diatomeas b) Artificiales: - cenizas volantes: Clase F (proa puzolanicas) – Clase C (prop puz y cementicias) - cenizas de cáscara de arroz: sílice amorfa >90 % - micro sílice: sílice amorfa >99% Factores que influyen en la Resistencia a) tipo de cemento b) hidratación c) uso aditivos d) relación a/c a) uso de aditivos: - productos que modifican propiedades del hormigos, pasta, o mortero, en estado fresco o endurecido - no producen efectos secundarios inertes: - mejoran cohesión de las partículas - no aportan resistencia directamente Puzolanizamente activos b) superficie especifica c) contaminación superficial 2) Caracteristicas de conjunto Módulo de finura Aditivos y adiciones se especifican c/r al peso del cemento 1) ACEROS Inestabilidad Volumétrica - 1) Retracción: reducción del volumen por perdida de agua a) retracción autógena: volumen de cemento + volumen agua > volumen compuestos hidratados, no se puede evitar b) retracción plástica: desecación rápida del hormigón en el estado plástico de la pasta, tº no mayor a 30º, mayor humedad produce una menor perdida de agua, velocidad del viento, fenómeno reversible en estado plástico ( no mas allá de 5 hrs) c) retracción por secada: perdida de agua de la plasta ya endurecida - 2) Entumecimiento: aumento de volumen por absorción de agua, estructuras permanentemente húmedas Agregados Pétreos - tenaces, resistentes - peso especifico: peso normal: 23 ton/m3, peso pesado > 3 ton/m3, peso ligero<2 ton/m3 - estabilidad fisico-qca: que no reaccionen con los otros elementos, que no contaminen 1) Caracteristicas superficiales: a) origen: huevillo (esfera), chancado (cubo) - Acero inoxdidable agrega cromo > 12% Tenacidad: capacidad de disipar energía en la rotura Ductilidad: capacidad de alcanzar altas deformaciones Agregados Petreos Granulometricamente: - modulo finura: arenas curvagranulometrica: arenas, gravas, agregado combinado graduacion Arido bien graduado: Tamaño maximo: a) absoluto (Da): ultimo tamiz por el que pasa el 100% del agregado b) Nominal: (Dn): tamiz inmediatamente inferior a Da, cuando queda retenido el 10% o menos de la muestra Coeficiente de uniformidad (Cu): Si la granulometria es muy discontinuanse define: Coeficiente de curvatura (Cc): - Agregado bien graduado si se cumplen requisitos para Cu y Cc simultáneamente, si es mal graduado implica mayor uso de cemento en la pasta Caracterizacion por humedad - seco: 0% w humedo o semi saturado: 0<%w<%absorvido saturado superficialmente: % abs mojado sobre saturado: %w>%abs 2) CERAMICAS - inorgánicos no metalicos - elementos metalicos y no metalixos - enlaces ionicos y covalente - mezclas sencillas o complejas - estructura a base de silicatos propiedades - duros - fragiles - resistentes a ambientes agresivos Termofluencia conservan propiedades a altas tº tº de fusion alta energía de activacuin de fusion elevada Choque termico - los resisten muy bien - al disminuir porosidad (aumenta densidad), resistencia al choque termico disminuye a) preparación materiales: ceramica+ aglutinante + lubricante b) tecnica de conformado: condicion seca, plástica o liquida conformado en frio: prensado en seco, extrusion c) tratamiento termico: - secado y eliminación de agua y aglutinante (tº<100ºc durante 24 hrs) sinterizacion: transformación de material poroso en uno compacto d) vitrificacion: se licua y se rellena poros, al enfriarse la fase liquida se solidifica y forma matriz vitrea que une partículas que no se han fundido - Caracterizacion por densidad a) densidad absoluta= masa solido/ volumen solido, sin poros inaccesibles b) densidad real= masa solido / volumen real, incluye volumen poroso, arenas 2,6 t/m3, gravas: 2,7 t/m3, en la zona central c) densidad aparente= masa solido/ vol aparente, todo el volumen, poros accesibles, inaccesibles, huecos entre granos, gravas: 1,6 t/m3, gravas 1,7 t/m3 baja tenacidad baja dutilidad buenos aislantes térmicos y electricos resistencia a altas tº fase refractaria: no se funde fase vitrea: se funde Ceramicas Tradicionales 3 componentes a) arcillas: cuerpo principal b) sílice: componente refractario c) feldespato de potasio: une componentes refractarios Propiedades electricas - aislantes elecricos - capacitares o condensadores - efecto piezo electrico Propiedades mecanicas - alta resistencia a compresión - baja resistencia a la tracción - alta resistencia a la abrasión - baja tenacidad a fractura - duros y baja resistencia al impacto - Estructura de los vidrios - Tenacidad a fractura - - mecanica de fractura: estudia iniciación y propagación de fisuras en los materiales Kic: factr de intensidad critico de tensiones Ladrillos refractarios - alta resistencia al calentamiento - requiere de alto punto de fusion - refractarios densos de baja porosidad: impermeables y resistentes a corrosión y erosion - refractarios porosos: aislantes Morteros refractarios - para pegar ladrillos refractarios - punto de fusion mas alto que ladrillos pegados - dos tipos de frague: al aire (silicato de sodio), al calor Ladrillos de albañilería 3) VIDRIOS Material ceramico obtenido a partir de materiales inorgánicos a tº alta, producto inorganico que se a enfriado a una condicion rigida sin cristalizacion - dureza a tº ambiente - transparencia resistencia a corrosión oxidos formadores de vidrio: componente principal oxidos modificadores de vidrio: aumenta trabajabilidad oxidos intermedios de vidrio: para lograr propiedades especiales 4) HORMIGON Propiedades se alcanzan luego de colocado en obra: - mezclado - transporte - colocacion, compactacion, curado Clasificacion NCh 170 of 85: en grados según su resistencia caracteristica especificada a la compresión, medida en probeta cubica de 200 mm de arista ensayada a los 28 dias H5 H10 H15…H50 Fk= fm- st - fk: resist caracteritica, fm: resist promedio - t: 1,645 95%, 1,242 90 %, 0,842 80 % - s= Dosificacion: Establecer las cantidades de agua, cemento, agregados, aditivos y adiciones necesarias para cumplir una especificacion - ajustes glanulometricos - ajustes volumetricos (ACI; NCh 170 of 85) ACI: 1) determinar asentamiento de cono del hormigón: medida de la trabajabilidad del hotmigon 2) determinación del tamaño maximo nominal del agregado: NCh 1934 of 92: son hormigones corrientes aquellos elaborados con Dn 20 mm y 40 mm - restricciones: NCh170 of 85: el tamaño maximo no debe ser mayor que a) 1/5 de la menor dimensión del elemento a hormigonar b) ¾ de la menor distancia entre barras de enfierradura c) 1/3 del espesor de……. 5) POLIMEROS Orgánicos, líquidos sub enfriados, no tienen tº fusión 1) plásticos a) termoplásticos: se pueden reformar o reciclar con calor y no pierden propiedades b) termoestables: se deterioran con el calor, y no se pueden reciclar, melanina 2) elastómeros - alta capacidad deformación elástica, gomas - al deformarse absorben energía - orgánicos: carbono, hidrogeno y co2 en su estructura - inorgánicos: oxigeno, silicio, caucho, silicona, no tienen co2 Reacciones de polimerización: Los polímeros mas sencillos se obtienen de etileno c2h4, molécula insaturada I) homopolímeros: un mismo tipo de molécula II) copolimeros: diferentes cadenas de moléculas a) aleatorios b) alternantes c) en bloque d) de injerto Termoplásticos a) polímeros de vinilo: un átomo de la molecula de etileno es reemplazado por otro átomo diferente o conjunto de átomos b) polímeros de vinilideno: se reemplazan 2 átomos de H de la molécula de etileno