Diego Velandia y Esther Arteta

Advertencia:

La Seccional Colombiana del ACI ha hecho su mayor esfuerzo para que la informacin aqu contenida sea lo ms ajustada a la verdad que es posible. No obstante, debe ser usada bajo la entera responsabilidad de cada usuario y con criterio profesional. En consecuencia, la Seccional Colombiana del ACI no asume ninguna responsabilidad por el uso equivocado o indebido que se haga de ella.

Seccional Colombiana

Esther Arteta Diego Velandia

Criterios de diseo y metodologas de ensayo para caracterizar un concreto segn su resistencia a la penetracin de cloruros

INFRAESTRUCTURA VIAL

Elementos Masivos Muros y recubrimientos Tneles

Losas de Pavimentos Pilas de Puentes

SECTOR ENERGETICO.

Elementos Masivos Dovelas Muros y recubrimientos - Tneles

SANEAMIENTO BASICO

Elementos de Concretos Masivos Pilotes- Pantallas Muros y recubrimientos - Tneles

INFRAESTRUCTURA PORTUARIA

Pisos Plataformas Pilotes

Criterios de diseo y metodologas de ensayo para caracterizar un concreto segn su resistencia a la penetracin

ESTRUCTURA DURABLE

DISEO

MATERIALES CONCRETO

PROCESO CONSTRUCTIVO

OPERACION


ESTRUCTURA

CARGA PUNTUAL

REPETITIVA

TEMPERATURA

CICLOS

AGUA HUMEDAD/CALIDAD

SUSTANCIAS QUIMICAS

AIRE


Expansin por Oxidacin

Cloruros CO2


CONCRETO

Norma Tcnica Caractersticas de Materiales (Prescriptivas) Desempeo del Concreto

ESPECIFICACION

Materiales, Tipo y Especificacin Proporciones Dosificacin

DISEO

Consolidacin Proteccin y Curado COLOCACION

Parmetro de Evaluacin del Desempeo MEDICIN DE DESEMPEO

Clase Subclase Tipo de proceso Descripcin del ambiente de exposicin Ejemplos

1 Ningn riesgo de corrosin o ataque. Interiores de edificios, no sometidos a condensaciones. Elementos de concreto en masa. Interior de edificios, protegidos de la intemperie.

2 Corrosin inducida por carbonatacin.

2,1 Humedad alta

Interiores sometidos a humedades medias altas > 65 % o condensaciones. Exteriores en ausencia de cloruros y expuestos a lluvia en zonas con precipitacin media anual superior a 600 m.m. Elementos enterrados o sumergidos.

Stanos no ventilados, cimentaciones, tableros

2,2 Humedad media Exteriores en ausencia de cloruros sometidos a la accin del agua de lluvia en zonas con precipitacin media anual menor o igual a 600 m.m.

Construcciones exteriores protegidas de la lluvia. Tableros y pilas de puentes en zonas de precipitacin media anual menor o igual a 600 m.m.

2,3 Humedecimiento-secado Ciclos de humedecimiento y secado. Superficies en contacto con el agua, estructuras sometidas a ciclos de humedad y secado, tanques, pilas.

3 Corrosin inducida por cloruros del agua de mar

3,1 Area Elementos de estructuras marinas por encima del nivel de pleamar. Elementos exteriores de estructuras situadas en las proximidades de la lnea costera (a menos de 5 km).

Estructuras en las proximidades de la costa, zonas areas de diques y otras obras de defensa.

3,2 Sumergida Elementos de estructuras marinas sumergidas permanentemente por debajo del nivel mnimo de bajamar.

Zonas sumergidas de diques y otras obras de defensa litoral, cimentaciones y zonas sumergidas de pilas de puentes en pleamar.

3,3 En zona de mareas Elementos de estructuras marinas situadas en la zona de cambio de mareas.

Zonas situadas en el recorrido de marea de diques y otras obras de defensa litoral. Zonas de pilas de puentes sobre el mar, situadas en el recorrido de marea.

Tabla 1. Clases generales de exposicin NTC 5551

ESPECIFICACIONES

Clase Subclase Tipo de proceso Descripcin del ambiente de exposicin Ejemplos

4 Corrosin inducida por cloruros diferentes a los que provienen del agua de mar. Concreto reforzado o con metal embebido en contacto con agua con cloruros diferente al agua de mar.

4,1 Humedad moderada. Concreto con exposicin directa a salpicaduras con cloruros. Piscinas, plantas de tratamiento

4,2 Humedad

Concretos expuestos a cloruros provenientes de procesos industriales. Instalaciones no impermeabilizadas en contacto con agua que presente un contenido elevado de cloruros, no relacionados con el ambiente marino.

Piscinas, plantas de tratamiento

4,3 Ciclos de humedecimiento y secado. Estructuras expuestas a humedecimiento y secado de aguas con contenidos de cloruros. Estructuras de puentes Pavimentos Placas de parqueaderos.

5 5,1 Ataque por hielo y deshielo.

Elementos situados en contacto frecuente con el agua , o zonas con humedad relativa media superior al 75 % y que tengan una probabilidad anual superior al 50 % de alcanzar al menos una vez temperaturas por debajo de -5 C.

Construcciones en zonas de alta montaa, estaciones invernales, cuartos fros temperaturas por debajo de -5 C.

6 Ataque qumico

6,1 Dbil Elementos situados en ambientes con contenidos de sustancias qumicas capaces de provocar la alteracin del concreto con velocidad lenta. Vase Tabla 2.

Instalaciones industriales con sustancias dbilmente agresivas de acuerdo con la Tabla 2, construcciones en proximidades de reas industriales, con agresividad dbil segn la Tabla 2

6,2 Medio

Elementos en contacto con el agua de mar. Elementos situados en ambiente con contenidos de sustancias qumicas capaces de provocar alteracin del concreto con velocidad media de acuerdo con la Tabla 2.

Estructuras marinas en general. Instalaciones industriales con sustancias de agresividad media.

6,3 Fuerte Elementos expuestos a fuertes alteraciones del concreto. Vase Tabla 2.

Instalaciones industriales con sustancias de alta agresividad de acuerdo con la Tabla 2. Instalaciones de conduccin y tratamiento de aguas residuales.

7 7,1 Desgaste

Abrasin, cavitacin. Elementos sometidos a desgaste superficial. Elementos de estructuras hidraulicas en los que la cota piezomtrica pueda descender por debajo de la presin de vapor de agua.

Pilas de puente en cauces muy torrenciales, elementos de diques, tuberas de alta presin, trnsito ligero de pavimentos, trfico mediano o pesado.

NTC 5551

Tabla 1. Clases generales de exposicin ESPECIFICACIONES

6.1 6.2 6.3ATAQUE DEBIL ATAQUE MEDIO ATAQUE FUERTE

AGUA Valor del Ph 6.5 -5.5 5.5-4.5 < 4.5AGUA CO2 disuelto (mg/l) 15-40 40-100 >100AGUA IN AMONIO, NH4+ (mg/l) 15-30 30-60 >60AGUA IN MAGNESIO Mg2+ (mg/l) 300-1000 1000-3000 >3000AGUA IN SULFATO SO42-(mg/l) 200-600 600-3000 >3000AGUA RESIDUO SECO (mg/l) 75-150 50-75 20

SUELO IN SULFATO SO42-(mg/kg

de suelo seco)2000-3000 3000-12000 >12000

EJEMPLOS

Instalaciones industriales consustancias dbilmenteagresivas.

Estructuras marinas,instalaciones deconduccin ytratamiento de aguasresiduales consustancias deagresividad media.

Instalaciones detratamiento de agua consustancias de agresividadmedia e instalacionesindustriales con sustaciasfuertemente agresivas.

SUBCLASETIPO DE MEDIO PARMETROS

( NSR -10 ; NTC 5551 - ACI 201 )

Tipos de exposicin Qumica

ESPECIFICACIONES

1 2 3 4 5 6 7

PARMETRO Subclases 1 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 4.1 4.2 4.3 6.1 6.2 6.3

Mxima relacin a/m.c.Concreto no reforzado 0.65 --- --- --- --- --- --- --- --- --- 0.45 0.5 0.5 0.45 0.5

Mxima relacin a/m.c.Concreto reforzado 0.65 0.6 0.55 0.5 0.5 0.45 0.4 0.55 0.55 0.45 0.45 0.5 0.45 0.45 0.5

Mxima relacin a/m.c.Concreto preesforzado 0.6 0.6 0.55 0.5 0.5 0.45 0.4 0.5 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.5

Resistencia especif icada mnima a compresin MPa --- 24 28 28 28 35 35 28 28 35 31 31 35 35 28Contenido mnimo de material cementante (kg/m3)

Concreto no reforzado 200 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- 275 275 300 325 275

Contenido mnimo de material cementante (kg/m3)

Concreto reforzado 250 300 300 300 300 325 350 300 320 340 300 325 350 350 300

Contenido mnimo de material cementante (kg/m3)

Concreto preesforzado 275 300 300 300 300 325 350 300 320 340 300 325 350 350 300

Contenido de aire incorporado mnimo (%) ** ** ** ** ** ** **

Otros requerimientos * * *

* Cemento resistente a sulfatos (Tipo II , Tipo V) o una adecuada doss de microsilica o cemento adicionado que cumpla con las normas.

** Segn Tabla 4 relacin a/m.c. = relacin agua / material cementante

CLASE

material cementante = cemento + adicin (la adicin debe ser activa)

ESPECIFICACIONES / REQUISITOS

( NSR -10 ; NTC 5551 - ACI 201 )

TIPOS DE EXPOSICIONES

ESPECIFICACIONES / REQUISITOS ( NSR -10 ; NTC 5551 - ACI 201 )

ESPECIFICACIONES (POR DESEMPEO Y PRESCRIPTIVAS)

Fuente: Especificaciones para Concreto Marino


CLASE R 28 DIAS psi, MIN

A/MC MAX

CONT. MC Kg,MIN

ASENT. Pulg,

TMN Pulg

COEF DE MIGRACIN CL, MAX

INHI. DE CORROSIO

N Gl/m3

CEMENTO TIPO

% ION CL / % de SO3

C1 / Losas

5000 0.38 400 min 6 1 *10 -11 m2/s

TII / T V ASTM 150

C3A < 10 MS

ASTM 595

CL 0.2% SO3 4%

C2 / varios

5000 0.38 400 Entre 6 y 8

Min 6 en 1 h

1 *10 -11 m2/s

CL 0.2% SO3 4%

Fuente: Especificaciones para Concreto Marino

IDENTIFICACIN USO ESPECIFICACIONES

Resistencia Colocacin /

Asentamiento De exposicin

TIPO A SOLADO 10 MPa

Entre 5 y 7 cm de

espesor

TIPO B CICLOPEO 17,5 - 21 Mpa

60 % o 40 % de piedra

TIPO C SECUNDARIO 21 Mpa Pendientes de fondos de

tanques y canales en contacto con aguas

residuales

En contacto con aguas residuales

Permeabilidad al agua ( Flujo de agua a 500 psi)

TIPO D TREMIE 25,5 Mpa

TM 3/4" Tiempo de Colocacin 4

horas

Resistencia a la agresividad de aguas residuales

Permeabilidad al agua ( Flujo de agua a 500 psi)

TIPO E COMUN 24,5 - 35 Mpa

TIPO F HIDRAULICO

AGUAS RESIDUALES

35 Mpa Expuesto a humedad y aguas

residuales Cemento tipo V

TIPO G HIDRAULICO

AGUA POTABLE 28 Mpa

Expuesto a humedad y aguas potables

A/C requerida para el contacto con la humedad

Fuente: Especificaciones para Planta de Tratamiento de Aguas Residuales


IDENTIFICACIN Especificaciones / Descripcin

Resistencia Asentamiento / Colocacin Cementantes A/C Exposicin

WHARF AND TRESTLE CAST IN PLACE CONCRETE

35 MPa (5000 psi)

TM ASTM 57Slump 100mm (4)

MIN CTE 400 kg/m3 Min CTO 300 kg/m3 A/C 0.40

Resistencia a la penetracin de in cloruro max 1500 coulombs

LIGHPOLE FOUNDATIONS (FILL FOR CAISSONS)

35 Mpa (5000 psi)

TM ASTM 57 Slump 150mm

200 mm (68)*

Min Cte 356 kg/m3 Min Cto 267 kg/m3 R A/MC 0.45

BOLLAR FILL AND DUCTBANK 21MPa(3000 psi)

TM ASTM 57 Slump 150mm(6)

Min CTE 356 kg/m3 Min CTO 267 kg/m3

R A/C 0,45

OTHER CAST IN PLACE CONCRETE 35 Mpa (5000 psi)

TM ASTM 57 Slump 100mm (4)

Min CTE 356 kg/m3 Min CTO 267 kg/m3 A/C 0.45

Fuente: Especificaciones para Concreto para Muelle de Contenedores


Fuente: Performance-based design and carbonation of concrete with high fly ash content A. Younsi a, P. Turcry a, E. Rozire b, A. At-Mokhtar a, A. Loukili b,

Alta fluidez

Manejabilidad constante Estabilidad volumtrica - baja contraccin

Mejor comportamiento trmico

Baja permeabilidad, Alta Resistencia a la condicin de exposicin

Manejable - Durable - Sostenible

PARAMETROS DE DISEO . .

DISEO

Uso de Materiales Cementantes Sustitutos

(MCS)

Contenido total de ION Cloruro

Menor Volumen de pasta / Estabilidad Volumtrica

Menor Consumo de Agua / Aditivos de ultima

generacin

Uso de Aditivos complementarios

(Inhibidor de Corrosin, Hidrofugos)

Uso de Fillers

CONCRETO DURABLE

BAJA PERMEABILIDAD RESISTENCIAS A LA CONDICIN DE EXPOSICIN

ADITIVOS

Dosificacin

Baja Relacin A/C

Alta Fluidez

Alta resistencia a segregacin

Com

patib

le

Alta Resistencia Mecnica

Durabilidad

Dispersin electrosttica y accin estrica

SILICA COLOID

La slice coloidal es una dispersin estable de slice amorfa en agua llamada acuasols o hidroxol en un solvente orgnico llamado organosols

Jan-Erik Otterste Slica sol, tambin conocido por hidrosol de slice, es una solucin coloidal de alta hidratacin molecular de partculas de slice dispersas en agua. Son nano-partculas refinadas de slica de alta pureza suspendida en una solucin Permite la Reduccin de Agua y el incremento de la eficiencia del cementante En contraste con el humo de slice, la superficie de la slice coloidal esta completamente

hidroxilada y contiene 4,6 OH grupos de silanol por nm2. Esta consideracin junto con una superficie especfica alta hace que la actividad puzolnica sea mayor

Esferas discretas de 5 a 100 nm. (Humo de silice 100 a 200 nm).

Aditivo o Adicin Coloidal

MCS

Tipos de Adiciones mas usadas

Cenizas volantes Escoria granulada de horno de fundicin Humo de slice Metacaoln Puzolanas

Seleccin segn su Beneficio

Nucleador seeding Enlaces/Densificacin Resistencia Mecnica (Desempeo / Actividad ) Mitigacin de ASR Resistencia a Sulfatos o Cloruros Comportamiento trmico

PARMETROS QUMICOS NTC 3493 ASTM C-618 ESPECIFICACIN ARGOS PLANTA

Dixido de Slice (SiO2) + Oxido de Aluminio (Al2O3) +

Oxide de Hierro (Fe2O3) [%]Mn. 70 Mn. 70 Mn. 70

Trixido de azufre (SO3) [%] Mx. 5 Mx. 5 Mx. 3Contenido de humedad [%] Mx. 3 Mx. 3 Mx. 1Inquemados [%] Mx. 6 Mx. 6 * Mx. 10lcalis disponible como Na2O [%] Mx. 1.5 Mx. 1.5 Mx. 1

PARMETROS FSICOS NTC 3493 ASTM C-618 ESPECIFICACIN ARGOS PLANTA

Finura. Cantidad retenida cuando se realiza un tamizado hmedo con un tamiz de 45 um (No. 325) [%] Mx. 34 Mx. 34 Mx. 34

Finura. Variacin puntos de porcentaje respecto al promedi Mx. 5 Mx. 5 Mx. 5Agua requerida [%] Mx. 105 Mx. 105 Mx. 115Contraccin o expansin en el Autoclave [%] Mx. 0.8 Mx. 0.8 Mx. 0.8Densidad. Variacin puntos de porcentaje respecto al prom Mx. 5 Mx. 5 Mx. 5

7 Das [%] Mn. 75 Mn. 75 Mn. 5028 Das [%] Mn. 75 Mn. 75 Mn. 50

ndice de actividad de resistencia

Composicin qumica

* Nota : El % de Inquemados puede ser mximo del 12% segn validacin del desempeo

0,005,00

10,0015,0020,0025,0030,0035,0040,0045,0050,0055,0060,0065,0070,0075,0080,0085,0090,0095,00

100,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

(SiO2)+(Al2O3)+ (Fe2O3) %

Dioxido de Silice (SiO2) % Oxido de Aluminio (Al2O3) % Oxido de Hierro (Fe2O3) % (SiO2)+(Al2O3)+ (Fe2O3) % ASTM C 618 (SiO2)+(Al2O3)+(Fe2O3)

0123456789

1011121314151617181920

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

% d

e in

quem

ado

% Inquemados

1015202530354045

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

% R

eten

ido

Finura, retenido tamiz #325

CCF ( Carbonato de Calcio Fino )

Mecanismos de relleno fsico

La distribucin de tamao de partcula fino de Betocarb proporciona un ptimo acomodamiento a la partcula llenando los huecos entre los materiales ms gruesos en la mezcla de hormign

Superficie activa en los procesos qumicos Betocarb funciona como un catalizador dando un aumento significativo de la resistencia temprana. Los iones de calcio (Ca + +) que ayudan a acelerar el proceso de cristalizacin de las fases de silicato de calcio-hidrato (C-S-H), dentro de las 10 primeras horas. 2.

Otras Adiciones - Fillers

PERMEABILIDAD AL AGUA (mm)

PENETRACION DE CLORUROS [Coulombs]

DIFUSION CLORUROS [m2/s]

ABSORCIN SORTIVIDAD [mm/s^1/2]

RESISTENCIA SULFATOS [% expansin]

REACCION ALCALI AGREGADO

[% expansin]

RESISTENCIA MECNICA [psi],

ASENATMIENTO [in]-REOLOGIA [Pa]

CONCRETO DURABLE

BAJA PERMEABILIDAD RESISTENCIAS A LA CONDICIN DE EXPOSICIN


Porosidad Permeabilidad Espesor del Recubrimiento Qumicos en el material

Transporte, Ingreso Reaccin Qumica


Porosidad Permeabilidad


Components of Concrete Service Life. ACI 365

Desempeo del concreto

Permeabilidad

NTC 4483 Coeficiente de permeabilidad al agua Profundidad de penetracin

MEDICIN DE DESEMPEO

3000 PSI 18% ceniza Permeabilidad Media 30mm

60mm 57mm

MEDICIN DE DESEMPEO

Resistencia a Penetracin de cloruros Los rangos para calificar la penetrabilidad del in cloruro est establecido en la norma ASTM C-1202.

MEDICIN DE DESEMPEO

MEDICIN DE DESEMPEO

Coeficiente de difusin cloruros

NT BUILD 492

MEDICIN DE DESEMPEO

Absorcin / Sortividad MEDICIN DE DESEMPEO

MEDICIN DE DESEMPEO

Profundidad de Carbonatacin

CARBONATACIN 2 SEMANAS

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,0

Humedo Humedo-Intemperie

Plastico-Intemperie

Intemperie

CuradoC

arbo

nata

cin

[mm

]4000PSI - 0% escoria 4000PSI - 10% escoria 5000PSI - 0% escoria 5000PSI - 10% escoria

MEDICIN DE DESEMPEO

COLOCACION

Prediccin Tiempo por

a/mc

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Tiempo [ao]

Pro

fund

idad

[m

m]

a/mc 0,65 a/mc 0,6 a/mc 0,55 a/mc 0,45

Carbonatacin

Una Estructura Durable se compone de un Concreto diseado con parmetros de Durabilidad y un proceso de colocacin adecuado, que finalmente contribuye a la Vida til para la fue proyectada

Las Especificaciones por Desempeo permite el desarrollo de mezclas Sostenibles en donde se pueden considerar Materiales Suplementarios , altas eficiencias de los cementantes y uso de Recursos disponibles (fuentes Locales) Independiente del tipo de cemento utilizado y de acuerdo con otros factores del proporcionamiento de Mezcla y uso de aditivos y MCS se pueden lograr desempeos adecuados La aplicacin de criterios de Diseo de Mezclas, tales como La inclusin de aditivos de Ultima generacin, Adiciones activas y otros Fillers, optimizacin de ensambles granulomtricos y volmenes de pasta , se convierte en un gran aporte a

El desempeo del concreto en estado fresco y endurecido El resultado de Desempeo de parmetros de Durabilidad La productividad y competitividad de la Industrial

CONCLUSIONES

Vistenos en: www.acicolombia.org.co

Nmero de diapositiva 1Nmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Nmero de diapositiva 26Nmero de diapositiva 27Nmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Nmero de diapositiva 35Nmero de diapositiva 36Nmero de diapositiva 37Nmero de diapositiva 38Nmero de diapositiva 39Nmero de diapositiva 40Nmero de diapositiva 41Nmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Nmero de diapositiva 45Nmero de diapositiva 46Nmero de diapositiva 47Nmero de diapositiva 48Nmero de diapositiva 49Nmero de diapositiva 50Advertencia.pdfAdvertencia.pdf02 Parte 1 CFR Cardona Fibras metlicas ACI 02 Parte 2 CFR Cardona Fibras metlicas ACI Advertenia.pdfPgina 1

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Diego Velandia y Esther Arteta