Medición “in situ” de la Permeabilidad al Aire del ... · – Migración de Cloruros (ASTM...

Medición “in situ” de la Permeabilidad al Aire del Hormigón:

Status Quo

Ebensperger+Torrent Valparaíso, Chile

Status Quo

Luis Ebensperger (Chile)Roberto Torrent (Suiza)

Motivación

CEB-FIP Model Code 1990:"No existe un método de aceptación generalpara caracterizar la estructura de poros delhormigón y relacionarla con su durabilidad”.


hormigón y relacionarla con su durabilidad”.“Diversas investigaciones han indicado quela permeabilidad del hormigón, al aire o alagua, es una excelente medida de suresistencia al ingreso de medios agresivosen el estado gaseoso o líquido.”

El Problema

CO2Cl- SO4

2-, Abrasión, Hielo

Acero

“Recubrimiento”de Peor Calidad

Las probetas


Debido a:

• Segregación

• Compactación

• Curado

• Exudación

• Acabado

• Microfisuras

Las probetas moldeadas y curadas en forma normalizada,

NOrepresentan la calidad real del ‘recubrimiento’

Núcleo

Objetivo

• Presentar la consolidación de un métodopara medir la permeabilidad al aire delhormigón “in situ” como herramienta deespecificación y control de la durabilidad


especificación y control de la durabilidadde estructuras

Válvula 1

Bomba de Vacío

Reguladorde Presión

PiPe

TáctilComputadora

Válvula 2

El Método

Celda de Vacío


de Presión(Pe=Pi)

i

i : Cámara internae : Cámara externa

Celda de 2Cámaras

Hormigón

Anillos blandos e

Celda de Vacío con 2 Cámaras

Elemento Clave: Pe = Pi

Celda de Vacío i e

100 mm

50 mm

e


Celda de Vacío con 2 Cámaras

i e

Hormigón

e

Flujo de aire controladohacia la cámara interior

Cálculo del Coeficiente de Permeabilidad kT

60

70

80

(m

bar)

t ~35Pi~200 Regulator

Activation

t =0Pi~1000

Close V1

kT = 9.2 10 -16 m²


0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25 30

Pre

ssur

e P

i (m

bar)

60 720

Close V2 Close V2

∆P=00 135

t f

time (s) – square root scale

∆P~20 mbar

tmax

kT = 9.2 10 m²

kT = 0.070 10-16 m²

1991: Prototipo, Ensayos Extensivos y Clasificación

Clase kT (10-16 m2) Permeabilidad

PK1 < 0.01 Muy Baja

PK2 0.01 - 0.1 Baja

PK3 0.1 - 1.0 Moderada

Clases de Permeabilidad en base a kT


PK3 0.1 - 1.0 Moderada

PK4 1.0 – 10 Alta

PK5 10 – 100 Muy Alta

PK6 > 100 Ultra Alta

Clases PK1 – PK4 equivalentes a ASTM C1202

Equipos Comerciales

Torrent Permeability Tester

(1995)

Permea-T�RR (2008)


Resultados

• Efecto del Curado sobre kT• Correlación con otros ensayos normalizados

– Penetración de Agua (EN12364)– Migración de Cloruros (ASTM C1202)


– Migración de Cloruros (ASTM C1202)

• Casos de Uso para Diagnóstico– Carbonatación en Puentes Suizos– Cloruros en Puente Suizo– Mapeo de superficie en Muro en Japón

Efecto de a/c y curado sobre kT

5.2

2.31

10

-16 m

²)

Sin Curado

Alta

Moderada


0.033

0.21

0.098

0.3

0.01

0.1

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Relación a/c

kT (

10-1

6

Curado 7 días

Moderada

Baja

kT vs Penetración de Agua (EN12364)Baja Moderada Alta

8090

100110120130

Pen

etra

ción

Med

ia (m

m) Denarié et al [CH] EN

Denarié et al [CH] DINF. Luco et al [E] ENFornasier et al [AR] DINDi Pace et al [AR] DIN

Muy Baja


01020304050607080

0.001 0.01 0.1 1 10

kT (10-16 m²)

Pen

etra

ción

Med

ia (m

m)

Di Pace et al [AR] DINRodríguez et al [UY] ENKattar et al [BR] DIN

kT vs. Migración de Cl- (ASTM C1202)

10000

100000

(C

oulo

mbs

) RILEM 189 [CH+P]Andrade et al [E]

Kubens et al[IL]Mathur et al [IN]Kattar et al [BR]FHWA Cores [US]

Fornasier et al [AR]Kattar et al [BR]

Alta (+ Muy Alta)


100

1000

0.001 0.01 0.1 1 10 100

kT (10-16 m²)

Mig

raci

ón C

l- (

Cou

lom

bs)

Kattar et al [BR]

Muy Baja

BajaModerada

kT “in situ” vs Carbonatación (Puentes Suizos)

40

50

Car

bona

taci

ón (

mm

)

Torrent+Frenzer, 30 a.

Torrent+Frenzer, 60 a.

Jacobs, 30 a.

Muy Baja Baja Moderada Alta Muy Alta


0

10

20

30

0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000

kT (10 m²)

Car

bona

taci

ón (

mm

)

-16

kT “in situ” vs Contenido Cl- * (Puente Suizo)

1

1.5

Clo

ruro

s (%

pes

o ce

men

to)

AltaModeradaBajaMuy Baja Muy Alta


0

0.5

1

0.001 0.01 0.1 1 10 100

kT (10 m²)

Clo

ruro

s (%

pes

o ce

men

to)

-16* Al nivel de la armadura, a 30 años

Mapa de kT “in situ” (Muro en Japón)


b) cara tratada (kTgm= 0.43 10-16 m2)a) cara no tratada (kTgm= 4.96 10-16 m2)

Situación Presente

• La Norma Suiza SIA 262:2003 establecesu uso para control “in situ”

• La Norma Suiza SIA 262/1-E:2003 loincluye como método estandarizado


incluye como método estandarizado• El Departamento Federal Suizo de

Vialidad está editando Recomendacionesde Uso, especificando valores límite de kTsegún el grado de exposición, lametodología detallada de ensayo ycriterios de conformidad

Norma Suiza SIA 262:2003

Respecto a la durabilidad, la calidad del hormigón de recubrimiento es de particular importancia


de recubrimiento es de particular importancia

Se verificará la impermeabilidad del hormigón de recubrimiento, mediante ensayos de permeabilidad in situ (p.ej. mediciones de permeabilidad al aire) o sobre núcleos extraídos de la estructura

Recomendaciones VialidadLa permeabilidad al aire del recubrimiento (kT) se mide directamente sobre la estructura terminada, a 28 - 90 días, con los siguientes requerimientos en función de la clase de exposición:

Clase de ExposiciónkTk

“in situ”


Clase de Exposición “in situ”(10-16 m²)

XC1, XC2, XC3 ---

XC4, XF1, XF2, XD1 < 2.0

XF3, XF4, XD2, XD3 < 0.5

Se aplican mediciones complementarias para verificar que el hormigón esté suficientemente seco (p.ej. humedad superficial)

Conclusiones

• Casi 20 años de experiencia confirman que el método es apto para medir la resistencia del hormigón de recubrimiento a la penetración de agentes agresivos que afectan la durabilidad de las estructuras


afectan la durabilidad de las estructuras• Se correlaciona muy bien con otros

métodos normalizados que miden fenómenos de transporte, con la ventaja de ser más rápido y totalmente no destructivo

• Su inclusión en las Normas Suizas constituye un paso decisivo hacia el empleo de conceptos de desempeño para especificar y controlar la durabilidad de las estructuras, con las siguientes ventajas:

– Controla el producto terminado (la estructura “in situ”), y consolida así una mentalidad orientada al desempeño en

Conclusiones


consolida así una mentalidad orientada al desempeño en todos los actores del proceso constructivo (constructoras, hormigoneras, proveedores de materiales, etc.)

– Tiende a erradicar malas prácticas (adición indiscriminada de agua al hormigón, insuficiente compactación, falta de curado, adición de agua y/o cemento en el acabado de pisos, etc.)

– Fomenta el uso de soluciones innovadoras, que mejoren la calidad del recubrimiento

• Complementariamente, constituye una herramienta útil en el diagnóstico del estado de estructuras existentes, identificando las áreas más

Conclusiones


identificando las áreas más vulnerables, donde profundizar otros estudios (carbonatación, perfil de cloruros, etc.)

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