Evaluación de parámetros de durabilidad para barras de acero al carbono en concretos reciclados a base de fibras PET

En este proyecto de investigación experimental se utilizaron tres tipos de concreto: el primer concreto fue de control o elaborado sin fibras únicamente con agregados, cemento y arena, el segundo grupo de concreto fue elaborado con fibras comerciales de polipropileno de la marca Toxement y el tercer...

Full description

Autores:
Muñoz Acosta, Leonardo Favio
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Corporación Universidad de la Costa
Repositorio:
REDICUC - Repositorio CUC
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/9616
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11323/9616
https://repositorio.cuc.edu.co/
Palabra clave:
Durabilidad
Acero al carbono
Fibras PET
Concretos reciclados
Caracterización
Durability
Carbon steel
Fiber PET
Recycled concrete
Characterization
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
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description En este proyecto de investigación experimental se utilizaron tres tipos de concreto: el primer concreto fue de control o elaborado sin fibras únicamente con agregados, cemento y arena, el segundo grupo de concreto fue elaborado con fibras comerciales de polipropileno de la marca Toxement y el tercer tipo de concreto se fabricó con fibras recicladas cortadas de residuos plástico de botellas PET. Posteriormente, se realizaron ensayos de caracterización para determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los materiales constituyentes de la mezcla de concreto. Además, se evaluó las propiedades mecánicas y químicas del acero teniendo en cuenta tres grupos de muestras con diámetro de ½” (sin corrosión, corrosión atmosférica y corrosión acelerada usando la cámara de nieblas salinas). A continuación, se caracterizó los materiales y se realizó un diseño de mezcla para tres tipos de concreto considerando una resistencia mínima a la compresión de 21MPa. Lo anterior, con el fin de comparar el comportamiento de distintos concretos y se realizaron pruebas mecánicas con distintos periodos de curado. Ante esto, se encontraron similitudes en resultados de la resistencia a la compresión en los concretos a los 7 días de edad en el rango de 19.63MPa – 20.39MPa. Es necesario recalcar que, cuando estos se ensayaron a los 28 días los resultados obtuvieron mayor margen entre los 26.02MPa – 33.26MPa, siendo el concreto elaborado con fibras recicladas el que alcanzó una resistencia media superior de 31.48MPa. Por último, utilizando ensayos microscópicos se realizó la caracterización química del acero de refuerzo para cada tiempo de exposición atmosférica y a los tres tipos de concreto con el fin de identificar los distintos tipos de compuestos de óxidos formados en la superficie del metal en el caso del acero y para identificar en el concreto los productos del proceso de hidratación del cemento y su interacción con los dos tipos de fibras.
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Posteriormente, se realizaron ensayos de caracterización para determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los materiales constituyentes de la mezcla de concreto. Además, se evaluó las propiedades mecánicas y químicas del acero teniendo en cuenta tres grupos de muestras con diámetro de ½” (sin corrosión, corrosión atmosférica y corrosión acelerada usando la cámara de nieblas salinas). A continuación, se caracterizó los materiales y se realizó un diseño de mezcla para tres tipos de concreto considerando una resistencia mínima a la compresión de 21MPa. Lo anterior, con el fin de comparar el comportamiento de distintos concretos y se realizaron pruebas mecánicas con distintos periodos de curado. Ante esto, se encontraron similitudes en resultados de la resistencia a la compresión en los concretos a los 7 días de edad en el rango de 19.63MPa – 20.39MPa. Es necesario recalcar que, cuando estos se ensayaron a los 28 días los resultados obtuvieron mayor margen entre los 26.02MPa – 33.26MPa, siendo el concreto elaborado con fibras recicladas el que alcanzó una resistencia media superior de 31.48MPa. Por último, utilizando ensayos microscópicos se realizó la caracterización química del acero de refuerzo para cada tiempo de exposición atmosférica y a los tres tipos de concreto con el fin de identificar los distintos tipos de compuestos de óxidos formados en la superficie del metal en el caso del acero y para identificar en el concreto los productos del proceso de hidratación del cemento y su interacción con los dos tipos de fibras.In this experimental research project three types of concrete are used: the first concrete is control or made without fibers, the second group of concretes are made with commercial of the Toxement´s polypropylene fibers brand and the third type of concrete was made with recycled fibers made from plastic PET bottles. Characterization tests are carried out to determine the physical, chemical and mechanical properties of the constituent materials of the concrete mixture, evaluation of the mechanical and chemical properties of the steel taking into account three groups of samples with ½” diameter (no corrosion, corrosion atmospheric and accelerated corrosion using the salt mist chamber). After characterizing the materials, a mixture design was made for three types of concrete considering a minimum compressive strength of 21MPa, in order to compare the behavior of different concretes, mechanical tests were carried out on the concrete with different curing periods, finding similarities. in results of compressive strength in concretes at 7 days of age in the range of 19.63MPa - 20.39MPa, and when these were tested at 28 days the results obtained a greater margin between 26.02MPa - 33.26MPa, being the concrete made with recycled fibers which reached a higher average resistance of 31.48MPa. Finally, using microscopic tests, the chemical characterization of the reinforcing steel was carried out for each time of atmospheric exposure and for the three types of concrete in order to identify the different types of oxide compounds formed on the metal surface in the case of steel. and to identify in concrete the products of the cement hydration process and their interaction with the two types ofLista de Tablas y Figuras 10 -- Planteamiento del Problema 16 -- Justificación 19 -- Objetivos 21 --Objetivo General 21 – Objetivos Específicos 21 -- Marco Referencial 22 -- Marco Teórico 22 -- El Concreto 22 -- El Acero de Refuerzo 27 -- Proceso de Corrosión en el Acero de Refuerzo 28 -- Estado del Arte 32 -- Corrosión 32 -- Concretos Reciclados con Plásticos 35 -- Parte Experimental 39 – Exposición de Barras a la Intemperie 39 – Ensayo de corrosión acelerada en cámara de niebla salina 40 -- Determinación de la velocidad de corrosión 42 -- Ensayo de tracción al acero 43 -- Caracterización de productos de corrosión 44 -- Identificación de los materiales utilizados para la fabricación del concreto 44 -- Diseño de mezcla 45 -- Caracterización Mecánica del Concreto 53 -- Ensayo de compresión 57 -- Ensayo de flexión en viguetas 58 -- Ensayos microscópicos 61 -- Ensayo de microscopia de barrido SEM 61 -- Ensayo de potencial de corrosión 61 -- Resultados y Análisis de los Resultados 64 -- Caracterización de materiales para fabricación de concretos ecológicos 64 – Análisis termogravimétrico de las fibras PET 64 -- Caracterización de barras de acero 66 -- Composición química 66 -- Ensayo de resistencia a la tracción 67 -- Parámetros meteorológicos y contaminantes del sitio de exposición de las barras de acero ensayadas 75 -- Velocidad de corrosión de barras de acero al carbono 86 -- Concretos reciclados 101 -- Caracterización de los agregados 101 -- Diseño de mezclas y caracterización de los concretos 104 -- Ensayos mecánicos 106 -- Microscopia de barrido SEM en los concretos 109 -- Concreto de control 109 -- Concreto con fibras de Toxement 112 -- Concreto con fibras PET recicladas 113 -- Medición del potencial de corrosión 117 -- Conclusiones 120 -- Recomendaciones a Futuras Investigaciones 122 -- Referencias 123Magíster en IngenieríaMaestría129 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaCivil y AmbientalBarranquilla, ColombiaMaestría en IngenieríaEvaluación de parámetros de durabilidad para barras de acero al carbono en concretos reciclados a base de fibras PETTrabajo de grado - MaestríaTextinfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionAgamez, G. (2018, December 19). Es necesario mostrar lo que está escondido en el nuevo puente Pumarejo: Rodrigo Grass. Diario La Libertad, 1.AL-Ameeri, A. S., Rafiq, M. I., & Tsioulou, O. (2021). Combined impact of carbonation and crack width on the Chloride Penetration and Corrosion Resistance of Concrete Structures. Cement and Concrete Composites, 115. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103819Alexander, M., Bentur, A., & Mindess, S. (2017). Durability of concrete, Design and construction (Modern Con).Ali, T. K. M., Hilal, N., Faraj, R. H., & Al-Hadithi, A. I. (2020). Properties of eco-friendly pervious concrete containing polystyrene aggregates reinforced with waste PET fibers. Innovative Infrastructure Solutions, 5(3). https://doi.org/10.1007/s41062-020-00323-wAnggono, A. D., Muttaqiem, Z., Darmawan, A. S., Riyadi, T. W. B., Yulianto, A., Sugito, B., Purbolaksono, J., & Abdullah, E. M. (2019). Mechanical properties of concrete block reinforced with recycle hdpe and coal bottom ash. 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