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Calibración y puesta en marcha de una nueva máquina de ensayo para hormigón afectado por la reacción álcali-árido;
Calibration and tuning of a new test machine for concrete affected by the alkali-agreggate reaction
Acosta Collell, Ivan
Liaudat, Joaquín; López Garello, Carlos María; Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria del Terreny, Cartogràfica i Geofísica
[ANGLÈS] The present document is about the calibration and tuning of a machine for testing theexpansion induced by alkali-silica reaction in concrete specimens affected under triaxial stressstates.The alkali-silica reaction (ASR) has its origin in the combination of reactive silica present insome aggregates, with the hydroxyl ions normally present in abundance in the water of thepores of concrete. If there are conditions with sufficient water, the subsequent reactionsleading to the formation of a highly hydrated gel-type expansive in the aggregate-pasteinterface. This gel, after fill the pores the closest pores, ends up producing an expansion of theinterface and the cracks that it occur. The pathologies caused by this expansive reaction in theconcrete structures produces serious damage because they have like a result the degradationof the mechanical properties of concrete, leaving a less secure structures.As a consequence, during the last years it has become evident the need of having reliablenumeric models that they allow an adequate model the behavior of the concrete structuresunder the influence of the RAS, in order to predict with the sufficient accuracy the evolution ofthe structure (in particular the safety factor) and, if necessary, design the mitigation measuresor repair measures that they needed.In order to calibrate a numeric model is necessary to have enough experimental informationabout the various factors that it affecting the development of the RAS in the concrete.Between these factors, it is known that the stress state of the concrete affects decisively boththe magnitude and the directional distribution of the expansion and, however, there is littleinformation about this.With the intention of evaluate how the stress state of concrete affects of the concrete in thedevelopment of the ASR, will take place as a part of a large project, an experimental campaigndivided into two levels of observation. On one hand, there will be a series of test of concretecubic specimens on a “true” tri-axial machine with control of temperature and fully saturationconditions and, secondly, will be studied the expansion at a single interface in the sameexposure conditions.This thesis presents the works of the author of calibration and tuning of the triaxial testingmachine, along with a study of the ASR (the physico-chemical mechanism. factors that affect itor the concrete effects) and an analysis on numerical models that currently exist on thisreaction.
[CASTELLÀ] El presente documento trata de la calibración y en la puesta a punto de una máquina paraensayar las expansiones inducidas por la reacción álcali-sílice en probetas hormigón sometidoa estados tensionales triaxiales.La reacción álcali-sílice (RAS) tiene su origen en la combinación de sílice reactiva presente enalgunos áridos, con los iones hidróxilos normalmente presentes en abundancia en el agua delos poros del hormigón. Si se dan unas condiciones con presencia de agua suficiente, lasreacciones subsiguientes dan lugar a la formación de un gel muy hidratado de tipo expansivoen la interfase árido-pasta. Este gel, tras rellenar los poros más cercanos, acaba provocandouna expansión neta de dicha interfase y de las fisuras que se van produciendo. Las patologíasdebidas a estas reacciones expansivas dentro de las estructuras de hormigón, producen dañosmuy serios puesto que tienen como consecuencia la degradación de las propiedadesmecánicas del hormigón, pudiendo afectar la seguridad de las estructuras.Como consecuencia, en los últimos años se ha hecho manifiesta la necesidad de contar conmodelos numéricos fiables que permitan modelar adecuadamente el comportamiento deestructuras de hormigón bajo los efectos de la RAS, de modo de poder predecir con suficienteexactitud la evolución de la estructura (en particular de su factor de seguridad) y, si fuesenecesario, proyectar las medidas de mitigación o reparación necesarias.A efectos de calibrar un modelo numérico, es necesario contar con información experimentalsuficiente sobre los diversos factores que afectan el desarrollo de la RAS en el hormigón. Deentre estos factores, se sabe que el estado tensional del hormigón afecta decisivamente tantoen la magnitud como en la distribución direccional de la expansión. Sin embargo, se dispone demuy poca información experimental al respecto.Con la intención de evaluar de qué manera influye el estado tensional del hormigón en eldesarrollo de la RAS, se realizará, en el marco de un proyecto más amplio, una campañaexperimental dividida en dos niveles de observación. Por un lado, se realizarán una serie deensayos sobre probetas cúbicas de hormigón en un aparato triaxial “verdadero” con control detemperatura y en condiciones de saturación completa y, por otro, se estudiarán lasexpansiones a nivel de una única interface en las mismas condiciones de exposición.En esta tesina se presentan los trabajos realizados por el autor de calibración y de puesta enmarcha de la máquina de ensayos triaxiales, junto con un estudio de la RAS (los mecanismosfísico-químicos, factores que le afectan o los efectos al hormigón) y un análisis de los modelosnuméricos que actualmente existen de esta reacción.
2012-11-13
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Materials i estructures::Materials i estructures de formigó
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs químics
Concrete--Testing
Formigó--Proves
Open Access
Bachelor Thesis
Universitat Politècnica de Catalunya
         

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