Resumen: T-052 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005 Retracción por secado en hormigones de alto desempeño elaborados con materiales de la zona del nordeste argentino. Sanguinetti, Bibiana M. - Astori, Raúl E. - Bizzotto, Marcela B. Facultad de Ingeniería Instituto de Estabilidad- Las Heras 727-Cp. 3500- Resistencia- Chaco- Argentina. E-Mail: sanguinetti @ unne.ing.edu.ar –T.E. 36298 Fax 20076 ANTECEDENTES El estudio de hormigones de alto desempeño se viene desarrollando en nuestro laboratorio desde hace aproximadamente una década. Actualmente estamos abocado al tema durabilidad. Una de las propiedades mecánicas que incide en la durabilidad, en cualquier tipo de hormigón, es la retracción por secado. El mayor problema se presenta cuando la retracción o contracción no puede realizarse libremente, es decir el hormigón se encuentra restringido a los cambios volumétricos, ya sea por problemas de vínculos, encofrados, o por la forma del elemento constructivo. Este impedimento puede provocar una importante figuración la cual atenta contra la durabilidad y futuro comportamiento del hormigón, por cuanto las fisuras además de provocar el debilitamiento del material, facilitan su agresión física y química, y especialmente, la de las armaduras, y puede afectar su capacidad para soportar las cargas de diseño, además de dañar su apariencia. Hay que distinguir dos aspectos de la contracción: la producida por el fragüe de la pasta de cemento en la fase de endurecimiento (retracción por fragüe) y la otra que es producto de las variaciones del contenido de humedad del hormigón (contracción o expansión). Esta última es la que comúnmente se denomina contracción o retracción por secado. La exposición del hormigón a un ambiente no saturado de humedad provoca su contracción, tanto en estado fresco como endurecido. Este fenómeno, es favorecido a su vez, cuando existe una considerable acción del viento y también cuando aumenta la temperatura. Cuando la contracción es controlada, por si sola no ocasiona efectos desfavorables en el material, como es el caso de probetas de hormigón estacionada en ambiente de laboratorio. Este trabajo que forma parte de un proyecto más amplio de investigación tema: “Hormigones de Alto Desempeño”, tiene como objeto aportar más datos sobre el comportamiento mecánico de hormigones de alto desempeño elaborados con materiales del nordeste argentino. Se consideraron, para este estudio, dos mezclas sin adiciones mineralógicas (E50 y F60) y una mezcla (B60) con incorporación de ceniza de cascarilla de arroz. El empleo de adiciones minerales activas, en la elaboración de hormigones se viene desarrollando en nuestro laboratorio desde hace unos años, habiendo trabajos publicados. En estos, se concluyó que la incorporación de la ceniza de cascarilla de arroz a los hormigones le brinda, a estos conglomerados de cemento, una serie de beneficios: control del calor de hidratación, menor permeabilidad, mayor compacidad, mayor resistencia. En este trabajo se la utilizó en vista al estudio de su influencia en la retracción de estos hormigones especiales. MATERIALES Y METODOS Para la elaboración de los hormigones se utilizaron: cemento de alta resistencia inicial, piedra partida basáltica provenientes de canteras de la provincia de Corrientes con tamaño máximo 19 mm, arena natural silícea, proveniente del río Paraná y con módulo de finura 2.46. El aditivo superfluidificante que se empleó, como reductor del contenido de agua, fue a base de naftaleno sulfonado y las dosis empleadas variaron entre 2,4 % y 3 % del peso del cemento más la puzolana. Estas dosis permitió obtener mezclas trabajables y con consistencias que van de plásticas a fluidas con relaciones agua/ ligante (no se considera el aditivo) inferiores a 0.33. La puzolana natural empleada, como se especificó en el apartado anterior, fue ceniza de cascarilla de arroz. La misma se obtuvo por la quema de cáscara de arroz a una temperatura de 600ºC. La cáscara de arroz es un material altamente silícico, que después de una combustión controlada proporciona un 20% de ceniza con contenido de sílice que varía entre el 90 y 95 %. La puzolana se la incorporó al hormigón en reemplazo parcial del cemento, en una proporción del 10% (B60) La obtención de los distintos hormigones se realizó basándose en la tecnología propia de los HAD y metodología convencional de elaboración. La composición de las mezclas se detalla en la Tabla Nº1. En ésta se puede apreciar que la cantidad de agua y de aditivo es mayor en la mezcla B-60 debido a que, la incorporación de ceniza, genera mayor superficie específica requiriendo por lo tanto mayor cantidad de agua para lograr la trabajabilidad necesaria. Las propiedades de los hormigones en estado fresco y endurecido se detallan en las tablas Nº 2 y Nº 3. Resumen: T-052 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005 Para el estudio de la retracción se utilizaron probetas prismáticas de 5cm x 5cm x 28.5cm, moldeadas de a pares para cada pastón. Los cambios volumétricos que experimenta el hormigón, se establecieron en términos de cambios relativos de longitud. Para la determinación de de los cambios de longitud se incorporaron en el molde dos tornillos de material inalterable, que quedaron adheridos al hormigón la ambos lados, a una distancia de 30cm. Los valores de retracción fueron obtenidos a través de un comparador de longitud con una sensibilidad de 0.001” por div. El registro inicial fue el obtenido en el momento del desmolde, a las 24hs. Después del desmolde, las probetas fueron sumergidas en agua durante 28 días, al término del cual se hizo la segunda medición, y luego se las mantuvieron en el ambiente del laboratorio. Los valores de retracción fueron calculados con la siguiente expresión: Ri (% ) = (D0 - Di) x100 L siendo: Ri : la retracción correspondiente a la edad i, en por ciento. D0: la diferencia de longitud entre la probeta y la barra patrón correspondiente a la primera medición. Di: la diferencia de longitud entre la probeta y la barra patrón a la edad de i. L: longitud efectiva de referencia (barra patrón: 300mm) En la tabla Nº 4 se detallan los valores de retracción a distintas edades del hormigón. Tabla Nº 1: Composición de las mezclas a/(c+p) Mezcla En Peso Composición del hormigón Adición mineral Agua Superf. Cemento Arena Piedra part. (kg) (kg) (%) (kg) (kg) (kg) E-50 0.32 - 160 2.4 500 721 1182 F-60 0.29 - 144 2.4 500 726 1221 B-60 0.33 54 166 3 486 678 1138 (c+p) = cemento + puzolana Tabla Nº 2: Propiedades del hormigón en estado fresco Mezcla Designación Relación Agr.Fino Agr totales Relación Propiedades del pasta / vol. Hº Asent. (cm) hormigón P. U. Kg/cm2 fresco Consistencia E-50 40 33 15 2574 Lev. Fluída F-60 40 31 15.5 2603 Plástica B-60 40 36 11 2537 Fluída Tabla Nº 3:Resistencia a Compresión del Hormigón a distintas edades Mezcla a/(c+p) Designación En peso 7d 28 d E-50 0.32 42 50 F-60 0.29 55 61 0.33 53 60 B-60 f ‘CH (MPa) f CH =Resistencia a compresión del hormigón 1Mpa= 10.20 Kg/cm2 Resumen: T-052 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005 Tabla Nº 4: Retracción del hormigón a distintas edades en por ciento Mezcla Desig. Reg. inicial 1º d 28 d 1 años E- 50 0 2,41x10-3 3.19x10-3 2.1x10-2 F-60 0 1.44x10-3 1.95x10-3 2.13x10-2 B- 60 0 2.96x10-4 3.47x10-4 7.33x10-3 ANALISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS Se dirigió la investigación hacia al estudio de la retracción o contracción por secado de Hormigones de Alto Desempeño elaborados sin adiciones (E50, F60) y con adición de ceniza de cascarilla de arroz (B60). Por los resultados de contracción por secado obtenidos, a la edad de un día (Tabla Nº 4), se puede visualizar que para las mezclas sin adiciones e igual contenido de cemento, la retracción por secado es un poco mayor, a edades tempranas, a mayor relación agua/cemento (E50). Esta diferencia disminuye con el tiempo de exposición. Una de las causas que podrían originar esta diferencia es que a menor relación agua/cemento la matrices presentan menor desarrollo de los productos de hidratación, por la menor disponibilidad de agua libre por lo que es elevado el porcentaje de granos de cemento no hidratado, comportándose los mismos como material inerte. Se puede apreciar que un reemplazo del 10% del contenido de cemento por ceniza de cascarilla de arroz, se puede tener una significativa disminución de la retracción. Esto se debería a que la menor porosidad que le proporciona la adición al hormigón dificulta el movimiento de la humedad y además el hecho que la acción puzolánica de la adición mineral, al utilizarla en remplazo del cemento se produce por un lado menor calor de hidratación por consiguiente menor posibilidad de planos de debilidad y un mejoramiento de la interfaces. CONCLUSIONES Según los resultados de la experiencia hasta aquí realizada, la incorporación de ceniza de cáscara de arroz al hormigón, en reemplazo parcial del contenido de cemento en peso, le brinda una disminución considerable de la contracción por secado, disminuyendo la posibilidad de formación de fisuras y por consecuencia aumentando la durabilidad de los hormigones. Las cenizas obtenidas a través del tratamiento térmico adecuado, podría ser una alternativa cierta en el campo de la tecnología de los materiales. BIBLIOGRAFIA (1) Grether, R. Saus H., González, A. “Retracción por secado en muestras de hormigones con agregados livianos”. Memorias del Primer Seminartio de Tecnología del hormigón en la vivienda del MERCOSUR. AATH. 1997. Pp.9-20. (2) Giaccio, G., Rocco, C., Zerbino, R. "Hormigones de Alta Resistencia" Microestructura y Característica de la Matriz". Rev. Hormigón Nº 20, AATH 1991, pp 33 - 42. (3) Giaccio, G. , Giovambattista, A., Rocco, C , Zerbino, R. 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