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Mucilago de nopal como reductor de la
retraccioacuten en concreto auto-compactante
A Duraacuten-Herrera Ricardo De-Leoacuten
C A Juaacuterez y P Valdez
MaceioacuteAL Brasil octubre 10 de 2012
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
San Nicolaacutes de Los Garza Nuevo Leoacuten Meacutexico
MITIGACIOacuteN DE LA RETRACCIOacuteN
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull Reduce el potencial de
agrietamientosmicroagrietamientos
bull Mejora la apariencia
bull Mejora la impermeabilidad
bull Mejora la durabilidad
bull Reduce las perdidas de presfuerzo
bull Reduce el alabeo (curling)
Mitigacioacuten de la retraccioacuten beneficios
CARACTERIacuteSTICAS DEL MUCILAGO
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull Contiene un alto grado de vitamina A
B B2 y 17 aminoaacutecidos esenciales
para nuestro organismo
bull Por su alto contenido de aminoaacutecidos
fibra y niacina brinda beneficios contra
la obesidad la diabetes y el colesterol
Beneficios como alimento
bull Paiacutes con mayor abundancia de especies
Puede considerarse como centro de
origen y diversidad de esta especie
bull En excavaciones realizadas en Tehuacaacuten
Puebla Meacutexico existen evidencias
fosilizadas en semillas caacutescaras de tuna
y fibras de pencas de nopal que fueron
fechadas hace 7000 antildeos [Pimienta 1990]
bull Se producen 874000 toneladas al antildeo
con un rendimiento promedio de 67
tonha [IPN 2006]
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICAS DEL MUCILAGO
Produccioacuten en Meacutexico
EL MUCILAGO DE NOPAL
bull El mucilago se presenta tanto en los cladodios como
en la piel y pulpa de la fruta aunque en muy diversas
proporciones El rendimiento en todos los casos es
bajo 05 en la caacutescara y 12 en los cladodios
[Saacuteenz y Sepuacutelveda 1993]
bull Es un carbohidrato complejo compuesto por monoacutemeros tales
como
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Acido galacturoacutenico D-Xilosa
L-ramnosa D-galactosa
L-arabinosa
ANtildeO AUTORES CONTRIBUCIOacuteN
1998 Chandra S Eklund L
amp Villarreal R R
El mucilago mejoroacute las caracteriacutesticas fiacutesicas de pastas y
morteros la permeabilidad disminuyoacute e incrementoacute la
resistencia a compresioacuten
2003 Hernaacutendez JB y
Serrano GR
La adicioacuten de mucilago extraiacutedo por liofilizacioacuten a morteros de
yeso con arena de siacutelice mejoroacute la resistencia a la compresioacuten
2004 Torres Acosta AA
Martiacutenez M amp Celis C
La adicioacuten de una mezcla de nopal y aloe-vera incrementoacute las
propiedades anticorrosivas del acero en concreto reforzado
2007 Torres-Acosta y
Cano-Barrita
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
mejoroacute la resistencia a la segregacioacuten en SCC sin demerito de
las propiedades mecaacutenicas
2012
Ramiacuterez-Arellanes S
Cano-Barrita P
Juliaacuten-Caballero F y
Goacutemez-Yantildeez C
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
redujo la absorcioacuten capilar y los coeficientes de difusioacuten de
cloruros en compuestos con relaciones ACm de 03 y 045
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESISTENCIAS A COMPRESIOacuteN
Y RELACIONES ACm CORRESPONDIENTES
Concreto convencional Concreto de Alto
Comportamiento
facutec ACm facutec ACm
300 -150
kgfcmsup2 ge 060
ge 600
kgfcmsup2
le 040
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
HPC Concreto de Alto Comportamiento
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Concreto
convencional
Concreto de alto
comportamiento
Agregado
Interfase
Ca(OH)2
10 microm
Agregado
CSH denso
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
MITIGACIOacuteN DE LA RETRACCIOacuteN
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bull Reduce el potencial de
agrietamientosmicroagrietamientos
bull Mejora la apariencia
bull Mejora la impermeabilidad
bull Mejora la durabilidad
bull Reduce las perdidas de presfuerzo
bull Reduce el alabeo (curling)
Mitigacioacuten de la retraccioacuten beneficios
CARACTERIacuteSTICAS DEL MUCILAGO
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull Contiene un alto grado de vitamina A
B B2 y 17 aminoaacutecidos esenciales
para nuestro organismo
bull Por su alto contenido de aminoaacutecidos
fibra y niacina brinda beneficios contra
la obesidad la diabetes y el colesterol
Beneficios como alimento
bull Paiacutes con mayor abundancia de especies
Puede considerarse como centro de
origen y diversidad de esta especie
bull En excavaciones realizadas en Tehuacaacuten
Puebla Meacutexico existen evidencias
fosilizadas en semillas caacutescaras de tuna
y fibras de pencas de nopal que fueron
fechadas hace 7000 antildeos [Pimienta 1990]
bull Se producen 874000 toneladas al antildeo
con un rendimiento promedio de 67
tonha [IPN 2006]
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICAS DEL MUCILAGO
Produccioacuten en Meacutexico
EL MUCILAGO DE NOPAL
bull El mucilago se presenta tanto en los cladodios como
en la piel y pulpa de la fruta aunque en muy diversas
proporciones El rendimiento en todos los casos es
bajo 05 en la caacutescara y 12 en los cladodios
[Saacuteenz y Sepuacutelveda 1993]
bull Es un carbohidrato complejo compuesto por monoacutemeros tales
como
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Acido galacturoacutenico D-Xilosa
L-ramnosa D-galactosa
L-arabinosa
ANtildeO AUTORES CONTRIBUCIOacuteN
1998 Chandra S Eklund L
amp Villarreal R R
El mucilago mejoroacute las caracteriacutesticas fiacutesicas de pastas y
morteros la permeabilidad disminuyoacute e incrementoacute la
resistencia a compresioacuten
2003 Hernaacutendez JB y
Serrano GR
La adicioacuten de mucilago extraiacutedo por liofilizacioacuten a morteros de
yeso con arena de siacutelice mejoroacute la resistencia a la compresioacuten
2004 Torres Acosta AA
Martiacutenez M amp Celis C
La adicioacuten de una mezcla de nopal y aloe-vera incrementoacute las
propiedades anticorrosivas del acero en concreto reforzado
2007 Torres-Acosta y
Cano-Barrita
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
mejoroacute la resistencia a la segregacioacuten en SCC sin demerito de
las propiedades mecaacutenicas
2012
Ramiacuterez-Arellanes S
Cano-Barrita P
Juliaacuten-Caballero F y
Goacutemez-Yantildeez C
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
redujo la absorcioacuten capilar y los coeficientes de difusioacuten de
cloruros en compuestos con relaciones ACm de 03 y 045
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESISTENCIAS A COMPRESIOacuteN
Y RELACIONES ACm CORRESPONDIENTES
Concreto convencional Concreto de Alto
Comportamiento
facutec ACm facutec ACm
300 -150
kgfcmsup2 ge 060
ge 600
kgfcmsup2
le 040
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
HPC Concreto de Alto Comportamiento
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Concreto
convencional
Concreto de alto
comportamiento
Agregado
Interfase
Ca(OH)2
10 microm
Agregado
CSH denso
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
CARACTERIacuteSTICAS DEL MUCILAGO
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull Contiene un alto grado de vitamina A
B B2 y 17 aminoaacutecidos esenciales
para nuestro organismo
bull Por su alto contenido de aminoaacutecidos
fibra y niacina brinda beneficios contra
la obesidad la diabetes y el colesterol
Beneficios como alimento
bull Paiacutes con mayor abundancia de especies
Puede considerarse como centro de
origen y diversidad de esta especie
bull En excavaciones realizadas en Tehuacaacuten
Puebla Meacutexico existen evidencias
fosilizadas en semillas caacutescaras de tuna
y fibras de pencas de nopal que fueron
fechadas hace 7000 antildeos [Pimienta 1990]
bull Se producen 874000 toneladas al antildeo
con un rendimiento promedio de 67
tonha [IPN 2006]
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICAS DEL MUCILAGO
Produccioacuten en Meacutexico
EL MUCILAGO DE NOPAL
bull El mucilago se presenta tanto en los cladodios como
en la piel y pulpa de la fruta aunque en muy diversas
proporciones El rendimiento en todos los casos es
bajo 05 en la caacutescara y 12 en los cladodios
[Saacuteenz y Sepuacutelveda 1993]
bull Es un carbohidrato complejo compuesto por monoacutemeros tales
como
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Acido galacturoacutenico D-Xilosa
L-ramnosa D-galactosa
L-arabinosa
ANtildeO AUTORES CONTRIBUCIOacuteN
1998 Chandra S Eklund L
amp Villarreal R R
El mucilago mejoroacute las caracteriacutesticas fiacutesicas de pastas y
morteros la permeabilidad disminuyoacute e incrementoacute la
resistencia a compresioacuten
2003 Hernaacutendez JB y
Serrano GR
La adicioacuten de mucilago extraiacutedo por liofilizacioacuten a morteros de
yeso con arena de siacutelice mejoroacute la resistencia a la compresioacuten
2004 Torres Acosta AA
Martiacutenez M amp Celis C
La adicioacuten de una mezcla de nopal y aloe-vera incrementoacute las
propiedades anticorrosivas del acero en concreto reforzado
2007 Torres-Acosta y
Cano-Barrita
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
mejoroacute la resistencia a la segregacioacuten en SCC sin demerito de
las propiedades mecaacutenicas
2012
Ramiacuterez-Arellanes S
Cano-Barrita P
Juliaacuten-Caballero F y
Goacutemez-Yantildeez C
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
redujo la absorcioacuten capilar y los coeficientes de difusioacuten de
cloruros en compuestos con relaciones ACm de 03 y 045
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESISTENCIAS A COMPRESIOacuteN
Y RELACIONES ACm CORRESPONDIENTES
Concreto convencional Concreto de Alto
Comportamiento
facutec ACm facutec ACm
300 -150
kgfcmsup2 ge 060
ge 600
kgfcmsup2
le 040
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
HPC Concreto de Alto Comportamiento
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Concreto
convencional
Concreto de alto
comportamiento
Agregado
Interfase
Ca(OH)2
10 microm
Agregado
CSH denso
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
bull Paiacutes con mayor abundancia de especies
Puede considerarse como centro de
origen y diversidad de esta especie
bull En excavaciones realizadas en Tehuacaacuten
Puebla Meacutexico existen evidencias
fosilizadas en semillas caacutescaras de tuna
y fibras de pencas de nopal que fueron
fechadas hace 7000 antildeos [Pimienta 1990]
bull Se producen 874000 toneladas al antildeo
con un rendimiento promedio de 67
tonha [IPN 2006]
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICAS DEL MUCILAGO
Produccioacuten en Meacutexico
EL MUCILAGO DE NOPAL
bull El mucilago se presenta tanto en los cladodios como
en la piel y pulpa de la fruta aunque en muy diversas
proporciones El rendimiento en todos los casos es
bajo 05 en la caacutescara y 12 en los cladodios
[Saacuteenz y Sepuacutelveda 1993]
bull Es un carbohidrato complejo compuesto por monoacutemeros tales
como
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Acido galacturoacutenico D-Xilosa
L-ramnosa D-galactosa
L-arabinosa
ANtildeO AUTORES CONTRIBUCIOacuteN
1998 Chandra S Eklund L
amp Villarreal R R
El mucilago mejoroacute las caracteriacutesticas fiacutesicas de pastas y
morteros la permeabilidad disminuyoacute e incrementoacute la
resistencia a compresioacuten
2003 Hernaacutendez JB y
Serrano GR
La adicioacuten de mucilago extraiacutedo por liofilizacioacuten a morteros de
yeso con arena de siacutelice mejoroacute la resistencia a la compresioacuten
2004 Torres Acosta AA
Martiacutenez M amp Celis C
La adicioacuten de una mezcla de nopal y aloe-vera incrementoacute las
propiedades anticorrosivas del acero en concreto reforzado
2007 Torres-Acosta y
Cano-Barrita
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
mejoroacute la resistencia a la segregacioacuten en SCC sin demerito de
las propiedades mecaacutenicas
2012
Ramiacuterez-Arellanes S
Cano-Barrita P
Juliaacuten-Caballero F y
Goacutemez-Yantildeez C
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
redujo la absorcioacuten capilar y los coeficientes de difusioacuten de
cloruros en compuestos con relaciones ACm de 03 y 045
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESISTENCIAS A COMPRESIOacuteN
Y RELACIONES ACm CORRESPONDIENTES
Concreto convencional Concreto de Alto
Comportamiento
facutec ACm facutec ACm
300 -150
kgfcmsup2 ge 060
ge 600
kgfcmsup2
le 040
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
HPC Concreto de Alto Comportamiento
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Concreto
convencional
Concreto de alto
comportamiento
Agregado
Interfase
Ca(OH)2
10 microm
Agregado
CSH denso
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
EL MUCILAGO DE NOPAL
bull El mucilago se presenta tanto en los cladodios como
en la piel y pulpa de la fruta aunque en muy diversas
proporciones El rendimiento en todos los casos es
bajo 05 en la caacutescara y 12 en los cladodios
[Saacuteenz y Sepuacutelveda 1993]
bull Es un carbohidrato complejo compuesto por monoacutemeros tales
como
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Acido galacturoacutenico D-Xilosa
L-ramnosa D-galactosa
L-arabinosa
ANtildeO AUTORES CONTRIBUCIOacuteN
1998 Chandra S Eklund L
amp Villarreal R R
El mucilago mejoroacute las caracteriacutesticas fiacutesicas de pastas y
morteros la permeabilidad disminuyoacute e incrementoacute la
resistencia a compresioacuten
2003 Hernaacutendez JB y
Serrano GR
La adicioacuten de mucilago extraiacutedo por liofilizacioacuten a morteros de
yeso con arena de siacutelice mejoroacute la resistencia a la compresioacuten
2004 Torres Acosta AA
Martiacutenez M amp Celis C
La adicioacuten de una mezcla de nopal y aloe-vera incrementoacute las
propiedades anticorrosivas del acero en concreto reforzado
2007 Torres-Acosta y
Cano-Barrita
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
mejoroacute la resistencia a la segregacioacuten en SCC sin demerito de
las propiedades mecaacutenicas
2012
Ramiacuterez-Arellanes S
Cano-Barrita P
Juliaacuten-Caballero F y
Goacutemez-Yantildeez C
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
redujo la absorcioacuten capilar y los coeficientes de difusioacuten de
cloruros en compuestos con relaciones ACm de 03 y 045
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESISTENCIAS A COMPRESIOacuteN
Y RELACIONES ACm CORRESPONDIENTES
Concreto convencional Concreto de Alto
Comportamiento
facutec ACm facutec ACm
300 -150
kgfcmsup2 ge 060
ge 600
kgfcmsup2
le 040
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
HPC Concreto de Alto Comportamiento
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Concreto
convencional
Concreto de alto
comportamiento
Agregado
Interfase
Ca(OH)2
10 microm
Agregado
CSH denso
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
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bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
ANtildeO AUTORES CONTRIBUCIOacuteN
1998 Chandra S Eklund L
amp Villarreal R R
El mucilago mejoroacute las caracteriacutesticas fiacutesicas de pastas y
morteros la permeabilidad disminuyoacute e incrementoacute la
resistencia a compresioacuten
2003 Hernaacutendez JB y
Serrano GR
La adicioacuten de mucilago extraiacutedo por liofilizacioacuten a morteros de
yeso con arena de siacutelice mejoroacute la resistencia a la compresioacuten
2004 Torres Acosta AA
Martiacutenez M amp Celis C
La adicioacuten de una mezcla de nopal y aloe-vera incrementoacute las
propiedades anticorrosivas del acero en concreto reforzado
2007 Torres-Acosta y
Cano-Barrita
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
mejoroacute la resistencia a la segregacioacuten en SCC sin demerito de
las propiedades mecaacutenicas
2012
Ramiacuterez-Arellanes S
Cano-Barrita P
Juliaacuten-Caballero F y
Goacutemez-Yantildeez C
El mucilago obtenido por hervido de fragmentos macerados
redujo la absorcioacuten capilar y los coeficientes de difusioacuten de
cloruros en compuestos con relaciones ACm de 03 y 045
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESISTENCIAS A COMPRESIOacuteN
Y RELACIONES ACm CORRESPONDIENTES
Concreto convencional Concreto de Alto
Comportamiento
facutec ACm facutec ACm
300 -150
kgfcmsup2 ge 060
ge 600
kgfcmsup2
le 040
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
HPC Concreto de Alto Comportamiento
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Concreto
convencional
Concreto de alto
comportamiento
Agregado
Interfase
Ca(OH)2
10 microm
Agregado
CSH denso
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESISTENCIAS A COMPRESIOacuteN
Y RELACIONES ACm CORRESPONDIENTES
Concreto convencional Concreto de Alto
Comportamiento
facutec ACm facutec ACm
300 -150
kgfcmsup2 ge 060
ge 600
kgfcmsup2
le 040
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
HPC Concreto de Alto Comportamiento
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Concreto
convencional
Concreto de alto
comportamiento
Agregado
Interfase
Ca(OH)2
10 microm
Agregado
CSH denso
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
HPC Concreto de Alto Comportamiento
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Concreto
convencional
Concreto de alto
comportamiento
Agregado
Interfase
Ca(OH)2
10 microm
Agregado
CSH denso
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Granos anhidros
del cemento Agua
ACm = 030 ACm = 060
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
CONCRETO ALTO COMPORTAMIENTO - SCC
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
bull ACm le 05
bull Cemento
bull Cementantes
suplementarios
bull Filer calcaacutereo
bull Polvos de subproductos
Retraccioacuten
httpcivilengineerlinkcomscc-compacting-concrete
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1 Disentildeo y produccioacuten del concreto
2 Transporte
3 Colocacioacuten
4 Compactacioacuten
5 Proteccioacuten y curado
Etapas del Proceso de Construccioacuten con Concreto
CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Curado en obra por siete diacuteas con humedad Al aire todo el tiempo
380 kgfcmsup2 260 kgfcmsup2
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado convencional
frsquoc = 350 kgfcmsup2
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Cemento
Agua de los capilares
Poros
0 1 a max
1
Vol
Desecacioacuten de la pasta
de cemento hidratado
AC = 030
Gel soacutelido
a a 1
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
No hay
auto-desecacioacuten
AC = 042
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
Poros
0 1 a
1
Vol
AC = 060
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten sin una fuente de agua
exterior
Δa = a max - a 1
Retraccioacuten
No hay
auto-desecacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Representacioacuten esquemaacutetica de
Jensen y Hansen de la reaccioacuten de
hidratacioacuten en presencia de una
fuente de agua exterior
Gel soacutelido
Poros
Cemento
Fuente de agua exterior
Vo
lum
en
Grado de hidratacioacuten
1
0 0 1 a
max
Agua de los
capilares
AC = 030 Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 042
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
Poca agua capilar
(volumen igual al de la
retraccioacuten quiacutemica)
Vol
Cemento
Gel soacutelido
Agua de los
capilares
0 1 a
1 AC = 060
Fuente de agua exterior
No hay auto desecacioacuten
No hay porosidad
No hay meniscos
No hay retraccioacuten autoacutegena
Pero mucha agua capilar
Curado del CAC
Cambios volumeacutetricos
durante la hidratacioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten quiacutemica
Se refiere a la reduccioacuten en el volumen absoluto
de soacutelidos y liacutequidos de la pasta resultante de
la hidratacioacuten del concreto
Esto debido a que el volumen absoluto de los
productos hidratados del cemento es menor que
el volumen absoluto del cemento y el agua
antes de la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Es la reduccioacuten macroscoacutepica del volumen
(cambio dimensional visible) de la pasta de
cemento mortero o concreto causada por la
hidratacioacuten del cemento
La retraccioacuten quiacutemica conduce a la retraccioacuten
autoacutegena la cual en presencia de agua de
curado no puede ocurrir
PEROhellip
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Retraccioacuten autoacutegena
Cuando el agua externa no estaacute disponible la
hidratacioacuten del cemento consume el agua de los
poros resultando en una AUTODESECACIOacuteN de
la pasta y en una reduccioacuten uniforme del
volumen (Copeland y Braga 1995)
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
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qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
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de c
arb
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cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Agua
Pasta de
cemento
hidratada
Momentos despueacutes
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
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asoacute
Co
n r
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cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
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qu
e p
asoacute
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tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
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6
7
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3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
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Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
1
Pasta de
cemento
hidratada
Maacutes tarde 2
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
0
100
-100
-200
-300
-400
Curado
con agua Sellado despueacutes de 7 diacuteas
Edad (diacuteas)
Sin curado
Secado al aire
despueacutes de 7 diacuteas Retraccioacuten
Expansioacuten
(times 10 ) - 6
7 28
(times 10 ) 6
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
No es posible despreciar la retraccioacuten autoacutegena
en un concreto de alto desempentildeo
Curado con agua o
humidificacioacuten Peliacutecula impermeable
Retardante de
evaporacioacuten
Retraccioacuten
autoacutegena
Retraccioacuten
por secado
Retraccioacuten
plaacutestica
Impedir que
el agua se
evapore
Los capilares deben
mantenerse llenos de
agua
Evitar la retraccioacuten por secado
La retraccioacuten autoacutegena continuacutea
hasta que la hidratacioacuten concluye
Te
mp
era
tura
T
Tiempo
Curado del concreto para minimizar su retraccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Cambios volumeacutetricos durante la hidratacioacuten
Curado del CAC
No hay
retraccioacuten
autoacutegena
Si
No Si
No
Retraccioacuten
autoacutegena
No hay
meniscos
Retraccioacuten
autoacutegena
Hidratacioacuten
Contraccioacuten
volumeacutetrica
Fuente de
agua exterior
Poros y capilares
conectados Auto desecacioacuten
Meniscos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
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tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
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arb
on
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n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado del CAC
Agrietamiento por retraccioacuten plaacutestica
En su mayoriacutea los concretos
de alto comportamiento no
sangran y por tanto son maacutes
susceptibles a este tipo de
agrietamientos
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
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Co
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n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
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Pro
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n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoCONVENCIONALrdquo
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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asoacute
Co
n r
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cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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en
la
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28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
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de c
arb
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n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Materiales puzolaacutenicos ligeros utilizados en morteros Evaluacioacuten de su influencia en la
densidad resistencia mecaacutenica y absorcioacuten de agua Marcos Lanzoacuten Torres P A Garciacutea
Ruiz Cement and Concrete Composites 2009
Pizarra expandida
Poliacutemeros superabsorbentes
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
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Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
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Co
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cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
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10
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30
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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en
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
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Pro
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mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Desarrollo y ensayo de agregados ligeros usando lodos de drenaje para concretos no
estructurales KJMun Construction and Building Materials 2007
Arcilla expandida
Agregado ligero
sinterizado a
partir de lodos
de drenaje
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
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tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Jensen amp Hansen (TC Powers) [2001]
Bentz amp Snyder [1999]
Curado Interno Vs Curado Externo
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
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t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
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Co
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n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
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30
40
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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ioacuten
en
la
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iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
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3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
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n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
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600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
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Co
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n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
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30
40
50
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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en
la
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28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
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arb
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cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Nota 1 El curado interno representa una fuente
adicional de agua para mantener la hidratacioacuten y reducir
sustancialmente la retraccioacuten autoacutegena y la auto-
desecacioacuten que pueden contribuir de manera
significativa en el desarrollo de agrietamientos a edades
tempranas El Apeacutendice X1 proporciona una guiacutea para
calcular la cantidad de agregado ligero necesaria para
el curado interno
CURADO INTERNO CONVENCIONAL
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
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t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
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0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
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58
81 87
74
24 30
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
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28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
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3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
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mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO
ldquoMEJORADOrdquo
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
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asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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en
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28
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iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
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4
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3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
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arb
on
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cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Mecanismos de reduccioacuten de agrietamiento reconocidos por Sant et al
[2009]
Incrementar el volumen de poros que dictan la respuesta al
agrietamiento
Al disminuir la tensioacuten superficial de la solucioacuten del poro se reduce
el desarrollo de la presioacuten en el poro
Antildeadir SRA puede dar como resultado un periacuteodo de expansioacuten que
inicia poco despueacutes del fraguado y aporta un beneficio considerable
en la mitigacioacuten del agrietamiento incluso en periacuteodos extensos
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
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Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
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0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
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oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
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20
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
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Pro
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mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
La peacuterdida de agua interna induce presioacuten negativa y agrietamiento El fenoacutemeno se explica con la foacutermula de Kelvin
La presioacuten de succioacuten o del poro se obtiene mediante la foacutermula de Laplace
Humedad Relativa vs Presioacuten del poro basada en
las foacutermulas de Laplace y Kelvin [Holt 2001]
Eq1
Eq2
Eq3
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
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microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
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48
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
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1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
RESULTADOS
EXPERIMENTALES
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
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cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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en
la
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tre
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y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
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ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Cemento CPO 40 (NMX C 414)
bull Agregado de caliza triturada (T maacutex 9mm)
bull Aditivo SF Glenium 3030NS
bull Aditivo SRA BASF Masterlife 20
Materiales
CONCRETO AUTO-COMPACTANTE
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
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Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
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ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
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Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
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n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Relevancia de la investigacioacuten
Mucilago de nopal en solucioacuten acuosa
bull SCC convencional
bull SCC con curado interno convencional con agua
bull SCC con curado interno mejorado con SRA
Vs
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
e s
tren
gh
t M
Pa
Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
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asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
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en
la
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tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
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arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Facultad de Ingenieriacutea Civil
HPC Concreto de Alto Comportamiento
bull Aumento de consistencia
bull Aumento de trabajabilidad
Mantenimiento de la rel ACm
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
mp
ressiv
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
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-400
-300
-200
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0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
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oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
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Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
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Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
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Curado y pruebas
Propiedades mecaacutenicas
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Resistencia a compresioacuten
Tensioacuten por compresioacuten
diametral
Modulo de elasticidad
estaacutetico
Estabilidad volumeacutetrica
Deformacioacuten autoacutegena
Especiacutemenes sellados
Retraccioacuten por secado
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Carbonatacioacuten acelerada
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
Permeabilidad Cl-
HR gt 95 21degC lt T lt 23degC
7 diacuteas
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Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
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Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
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-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
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20
40
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100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
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Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
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30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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la
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tre
28
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1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
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arb
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cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Identificacioacuten de mezclas
R
IC
ICNA
IC-MNA
IC-SR
IC-MSR
Referencia
Curado interno convencional
Curado interno mejorado con mucilago
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
Curado interno mejorado con SRA
Curado interno convencional con agua
+ mucilago en la mezcla
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
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650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
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Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
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Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
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Curado interno mejorado
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Muito obrigado
Gracias
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Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
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CARACTERIacuteSTICA DE TRABAJABILIDAD MEacuteTODO DE
PRUEBA VALORES BUSCADOS
Deformabilidad y taza de flujo
(Habilidad de llenado flujo no restringido)
Extensibilidad
del revenimiento 680 plusmn 20 mm
T- 500 2 a 5 segundos
Habilidad de paso
(habilidad de paso por aberturas estrechas flujo
confinado flujo restringido estabilidad dinaacutemica)
Caja V
(abertura 65 x
75 mm)
lt a 8 segundos
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J lt 15 mm
Habilidad de llenado
(habilidad de llenado + habilidad de paso +
deformabilidad restringida)
Caja L h1h2 gt 08
Anillo J gt 08
Estabilidad estaacutetica
(resistencia a la segregacioacuten sangrado y
asentamiento)
GTM estabilidad
aparente le 15
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
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ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
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Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
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microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
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48
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
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12 16
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
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Civil Engineering School
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3 4 5 6 7 8 9 10
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Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
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Curado interno mejorado
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Proceso de extraccioacuten del mucilago
1- Opuntia-Cactus (Nopal) en su medio natural
2- Corte de cladodios en secciones de 1 times 1 cm
3- Hervido por 5 min a ~ 94degC
4- Solucioacuten acuosa con mucilago de nopal
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
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Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
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Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
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bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
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ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
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0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
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microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
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Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Solucioacuten Agua
potable
SR
11 NA 11
NA 135
NA 15
Densidad gcm3 09947 10129 09992 09986 09955
Viscosidad cP 30 150 100 50 50
Tens Sup mNm 6849 3060 4924 4764 4995
Tensioacuten superficial y viscosidad de cada solucioacuten a 23⁰C
SR = Solucioacuten acuosa SRA Agua destilada en masa
NA = Solucioacuten acuosa Nopal Agua destilada en masa
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
400
450
500
550
600
650
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
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Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
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ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Extensioacuten mm 680 660 670 680 650 690
T500 s 2 23 26 25 28 2
Anillo J mm 13 14 12 14 14 12
Embudo V s 35 48 55 45 56 44
Caja L H2H1 085 087 088 086 085 090
Segregacioacuten estaacutetica 48 44 41 47 45 51
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
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450
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
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Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
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ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
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CURADO INTERNO MEJORADO
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Civil Engineering School
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ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
EL MUCILAGO DE NOPAL
Facultad de Ingenieriacutea Civil - UANL
Ingredientes Mezcla
R IC ICSR IC-MSR IC-NA IC-MNA
Agua 213 213 213 187 213 187
Cemento 544 544 544 544 544 544
Arena de caliza 900 720 720 720 720 720
Grava de caliza 600 600 600 600 600 600
Arena ligera --- 8314 8314 8314 8314 8314
HRWR 736 736 736 736 736 736
Solucioacuten SRA-agua (SR) --- --- --- 26 --- ---
Solucioacuten Nopal-aguar (NA) --- --- --- --- --- 26
Proporciones en kgm3 materiales secos
AC = 040 ASR = BASF Masterlife 20
350
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Co
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
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Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
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81 87
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24 30
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
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Facultad de Ingenieriacutea Civil
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ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
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Specimen test age days
Resistencia a la compresioacuten
520 - 539 MPa
536 - 598 MPa
IC-MNA vs R= -45
ICNA vs R = -73
ICNA vs IC = -95
IC-MNA vs IC= -68
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
bull Tubos corrugados
Fabricacioacuten de especiacutemenes
bull Sellado sin intercambio de humedad con el ambiente
Curado bull HR = 50
bull T = 23 C
Condiciones ambientales
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
ASTM C1698 - 09 Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement
Paste and Mortar
Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
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Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
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ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
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Facultad de Ingenieriacutea Civil
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
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ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
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Curado interno mejorado
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Moacutedulo de elasticidad estaacutetico
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Fabricacioacuten de especiacutemenes
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Condiciones ambientales
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8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
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Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
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Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
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IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
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Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
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ICNA vs IC = -45
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Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
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IC-MNA vs R = -11
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Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
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Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
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8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
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Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
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Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
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Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
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ICSR -25 69 (20 veces)
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Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
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Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
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ICNA vs R = -10
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Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
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Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
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Curado interno mejorado
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Alejandro Duraacuten Herrera
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Deformacioacuten autoacutegena en la fraccioacuten de mortero
8 ndash 20 h
212 microε
115 microε
CURADO INTERNO MEJORADO
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Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
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Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
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IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
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ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
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Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
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ICNA vs IC = -45
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ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
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Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
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Curado interno mejorado
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Alejandro Duraacuten Herrera
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Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
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Reduccioacuten atribuible al NA ICNA vs R = +19 veces
IC-MNA vs R = +14 veces ICNA vs IC = +08 veces
IC-MNA vs IC= -02 veces
Fraccioacuten del mortero SCC ndash Deformacioacuten autoacutegena hasta los 14 diacuteas
Reduccioacuten atribuible al SR ICSR vs R = +25 veces
IC-MSR vs R = +20 veces ICSR vs IC = +20 veces
IC-MSR vs IC= +10 veces
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Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
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ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
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Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
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ICNA vs IC = -45
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Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
C O N C L U S I O N E S
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Curado interno mejorado
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Muito obrigado
Gracias
Alejandro Duraacuten Herrera
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Universidad Autoacutenoma de Nuevo Leoacuten
Monterrey Meacutexico
alejandroduranhruanledumx
Civil Engineering School
Tiempo estimado para cero deformacioacuten
Para una retraccioacuten lineal entre 6 y 12 diacuteas de edad
Mezcla m6-12 microεdiacutea Tiempo para llegar a eje X
diacuteas
R --- 2
IC -47 23
ICSR -25 69 (20 veces)
IC-MSR -18 65 (1 8 veces)
ICNA -40 34 (50 )
IC-MNA -28 26 (30 )
Periacuteodo de tiempo para alcanzar la longitud original Vs IC
CURADO INTERNO MEJORADO
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Def
orm
aci
oacuten
microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
77
44
58
81 87
74
24 30
41
48
0
20
40
60
80
100
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Carg
a t
ota
l q
ue p
asoacute
Co
n r
ela
cioacute
n a
R
28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
12 16
52 54 56
52
0
10
20
30
40
50
60
R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
Red
ucc
ioacuten
en
la
ca
rga
qu
e p
asoacute
en
tre
28
y 9
1 d
iacuteas
Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Facultad de Ingenieriacutea Civil
Civil Engineering School
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3 4 5 6 7 8 9 10
Pro
fun
did
ad
de c
arb
on
ata
cioacute
n
mm
Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
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Curado interno mejorado
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Alejandro Duraacuten Herrera
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microɛ
Edad del espeacutecimen al realizar la medicioacuten diacuteas
ICSR vs RICICNAIC-MNA = -41
IC-MSR vs RICICNAIC-MNA = -36
Retraccioacuten por secado
Retraccioacuten por secado promedio
for RICICNAIC-MNA
712 microε (706 ndash 725 microε)
CURADO INTERNO MEJORADO
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77
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
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ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
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R IC ICSR IC-MRS ICNA IC-MNA
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28 diacuteas 91 diacuteas
ICNA vs IC = -45
IC-MNA vs IC= -35
Prueba raacutepida de permeabilidad al ion cloruro
ICSR vs IC = -68
IC-MSR vs IC= -59
CURADO INTERNO MEJORADO
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Reduccioacuten entre 28 y 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
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Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
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Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
CURADO INTERNO MEJORADO
Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
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Raiacutez cuadrada de tiempo diacuteas⁰⁵
ICNA vs R = -10
IC-MNA vs R = -11
ICNA vs IC = 10
IC-MNA vs IC = 06
Carbonatacioacuten acelerada
ICSR vs R = -26
IC-MSR vs R = -22
ICSR vs IC = -16
IC-MSR vs IC = -12
Comparaciones a una edad de 91 diacuteas
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Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
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Los aditivos SRA y NA no afectaron al fc o al E
Los concretos con SRA y NA presentaron mayores expansiones
autoacutegenas que la referencia conduciendo a reducciones significativas
del agrietamiento autoacutegeno
Las soluciones de curado interno mejoradas con SRA o NA fueron mas
efectivas para mitigar la deformacioacuten autoacutegena
La reduccioacuten de la tensioacuten superficial de la solucioacuten SRA para el curado
interno a valores de 30 mNm resultaron ser una forma efectiva para
mitigar la contraccioacuten autoacutegena y por secado
El aditivo SRA reduce significativamente la contraccioacuten por secado
Los aditivos SRA y NA reducen el efecto de las propiedades de
transporte tales como permeabilidad al ion cloruro y la carbonatacioacuten
El beneficio fue mayor para los concretos con soluciones SRA
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![EVALUACIÓN DE LA RETRACCIÓN Y FLUENCIA EN … · deformaciones por retracción [1], [2]. Bajo las mismas condiciones ambientales, la curva Retracción –Tiempo de un HAC es muy](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/5bb220eb09d3f2272e8c45da/evaluacion-de-la-retraccion-y-fluencia-en-deformaciones-por-retraccion-1.jpg)
