JournalTOCs

Concreto y cemento. Investigación y desarrollo
Number of Followers: 1

This is an Open Access Journal

Open Access journal
ISSN (Print) 2007-3011 - ISSN (Online) 2395-809X
Published by SciELO

[913 journals]

Performance of Portland cement stabilized bases in Mexico
- Abstract: ABSTRACT Background: The Mexican Federal Government has allocated a great deal of investment to the maintenance of pavements across the existing road network (in 2010 and 2011, this investment amounted to €7,860M and €7,894M respectively). During the 1990s, a pavement system was introduced in Mexico involving the incorporation of Portland cement using a mechanical process (grader) in order to improve the mechanical properties of the lower layers (base and subbase), thereby increasing their strength. However, homogenization of the stabilized base has never been achieved using this construction process. Currently, a process is being employed that involves reclaiming part of the existing pavement and incorporating Portland cement directly in situ using automated equipment, thereby allowing homogeneous application in the lower layers. Methods: In order to achieve this goal, comprehensive monitoring and data analysis were performed, based on granulometry, base compressive strength detail analysis, a height weight deflectometer (HWD) as a key tool for in situ evaluation (mainly in terms of base deflection and moduli). Results: There were tested 79 samples; the dosages of the mixture were between 180.6 and 201.6 kg of Portland cement according to the sand and gravel found on the field during recovery of the pavement. We observe that the samples are not homogeneous, given the differences in the size and number of particles that they comprise. Additionally, we observe that many of the grading curves lie outside the quality range. 96.4% of cores whose unconfined compressive strength was measured after 14 days comply with the minimum acceptable resistance of 114 kg/cm2. According to the samples taken to measure deflection the quality of the pavement structure, were improved with the new technology of construction of the stabilized base. Conclusion: Stabilization via in situ recycling with cement is an excellent recycling technique. It improves existing material without producing waste and limits the transportation of new products. This technique has a promising future.RESUMEN Antecedentes: El Gobierno Federal Mexicano permanentemente ha destinado una gran cantidad de recursos para la inversión en el mantenimiento de pavimentos en toda la red de carreteras existentes (en 2010 y 2011, esta inversión ascendió a €7,860M y €7,894M respectivamente). Durante la década de 1990, un tipo de pavimento se introdujo en México que implica la incorporación de cemento Portland en las capas granulares empleando un proceso mecánico con el fin de mejorar las propiedades mecánicas de las capas inferiores (base y sub-base), aumentando así su resistencia. Sin embargo, en dicho procedimiento de la base granular nunca se había logrado la homogeneización de cemento Portland. Actualmente, se está empleando un proceso que implica la recuperación de parte del pavimento existente (capas granulares principalmente) y la incorporación de cemento Portland directamente in situ utilizando equipo automatizado, permitiendo así la aplicación homogénea en las capas de base y sub-base. Métodos: Se realizó un análisis exhaustivo de los datos recabados en campo y laboratorio, se analizó a detalle la granulometría, también el resultado de la prueba de compresión simple de la base estabilizada. Finalmente, se realizaron las deflexiones con el deflectómetro de impacto (HWD) como una herramienta clave para la evaluación in situ de la base y la obtención de los módulos. Resultados: Se probaron 79 muestras, las dosificaciones de la mezcla se encontraban entre 180.6 y 201.6 kg de cemento Portland en función a las calidades de los materiales pétreos encontradas en el campo durante la recuperación del pavimento. Se observó que las muestras no eran homogéneas, dadas las diferencias en el tamaño y número de partículas que comprendían. Además, se observó que muchas de las curvas de calidad de los materiales existentes estaban fuera de intervalo. El 96.4% de los núcleos probados a la resistencia a la compresión simple después de los 14 días, cumplió con la resistencia mínima aceptable de 114 kg/cm2. De acuerdo con los resultados de la medición de las deflexiones, la calidad de la estructura del pavimento mejoró con la nueva tecnología de construcción de la base estabilizada. Conclusiones: La reconstrucción de pavimentos mediante la estabilización de las capas inferiores con cemento Portland en el lugar, es una excelente técnica que brinda vida útil a los pavimentos y contribuye a las políticas sustentables, al reciclar agregados en campo, evitando explotación de nuevos bancos de materiales, por lo que es una técnica que vislumbra excelentes resultados a futuro.RESUMO Antecedentes: O Governo Federal Mexicano tem destinado permanentemente uma grande quantidade de recursos para investir em manutenção de pavimentos em toda a rede de estradas existentes (em 2010 e 2011, este investimento foi de €7,860M e €7,894M respectivamente). Durante a década de 1990, um tipo de pavimento foi introduzido no México que implicou na incorporação de cimento Portland nas camadas granulares utilizando um processo mecânico, com a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas das camadas inferiores (base e sub-base), aumentando assim sua resistência. No entanto, com este procedimento da base granular não foi conseguido a homogeneização de cimento Portland. Atualmente, está sendo empregado um processo que envolve a recuperação de parte do pavimento existente (camadas granulares principalmente) e a incorporação de cimento Portland diretamente in loco utiliza...
Study of Carbonation Behavior in Reinforced Concrete in Natural and
Accelerated Conditions
- Abstract: RESUMEN Antecedentes: La durabilidad de las estructuras de concreto reforzado puede ser afectada por la corrosión del acero de refuerzo debido a la carbonatación. Bajo la hipótesis que el concreto seguirá un desempeño equivalente in situ, un índice de durabilidad puede ser obtenido cuando el concreto se somete a pruebas aceleradas de carbonatación. Este trabajo tuvo por objetivo establecer una predicción confiable a partir de correlaciones entre las pruebas de carbonatación de concretos expuestos en ambientes acelerados y naturales. Métodos: Especímenes prismáticos de concreto de 50x50x250 mm elaborados con dos tipos de cemento CPO y CPC (respectivamente, cemento portland ordinario y cemento portland compuesto) y tres distintas relaciones a/c (0.6, 0.7 y 0.8) fueron analizados. Una serie de especímenes fueron sometidos a carbonatación acelerada en una atmósfera de 3, 4, 5 o 6 % de CO2 y 50 - 60% de RH a 30°C. Otra serie fueron expuestos en dos zonas urbanas dentro del área metropolitana de Monterrey. El avance de la carbonatación fue monitoreado regularmente en todos los ambientes de exposición y fue comparado con las predicciones obtenidas a partir de los datos del ambiente acelerado. Resultados: Todos los especímenes mostraron una mayor profundidad de carbonatación, en comparación con las predicciones sugeridas en la literatura científica, por lo cual la aplicación de la ecuación basada en la raíz cuadrada del tiempo debe revisarse, el fenómeno de carbonatación es un proceso más complejo que el que pudiese describirse mediante este método. Conclusiones: Los resultados mostraron que existe una alta correlación para la predicción basada en una tendencia lineal del avance de carbonatación a partir de pruebas aceleradas.ABSTRACT Background: The durability of reinforced concrete structures can be affected by corrosion of reinforcing steel due to carbonation. Under the assumption that the concrete will have a behavior equivalent in situ, an index of durability can be obtained when the concrete is exposed to accelerated carbonation tests. The aim of the present work was establish a reliable prediction from correlations between tests of carbonation of concrete exposed to accelerated and natural environments. Methods: Prismatic concrete specimens 50x50x250 mm elaborated with two types of cement OPC and PCC (respectively, ordinary Portland cement and Portland cement composite) and three different water/cement ratios (0.6, 0.7 and 0.8) were tested. A set of specimens were exposed to accelerated carbonation in an environment of 3, 4, 5 or 6% CO2 and 50 - 60% RH at 30 °C. Another set were exposed in two urban areas in the metropolitan area of Monterrey. The carbonation progress was monitored regularly in every environment of exposure and then was compared with predictions obtained from the results of the accelerated environment. Results: All specimens analyzed in this research showed a greater depth of carbonation, compared with predictions suggested in the scientific literature, so the application of the equation based on the square root of time should be reviewed, the phenomenon of carbonation is a more complex process than could be described by this method. Conclusions: The results showed a good correlation to the prediction based on a linear trend carbonation progress from accelerated tests.RESUMO Antecedentes: A durabilidade das estruturas de concreto armado pode ser afetada pela corrosão do aço de reforço devido à carbonatação. Sob a hipótese de que o concreto seguirá um desempenho equivalente in loco, um índice de durabilidade pode ser obtido quando o concreto é submetido a testes acelerados de carbonatação. Este trabalho teve como objetivo estabelecer uma previsão confiável de correlações entre os testes de carbonatação do concreto exposto em ambientes acelerados e naturais. Métodos: Espécimes prismáticos de concreto de 50 x 50 x 250 mm elaborados com dois tipos de cimento CPO e CPC (respectivamente, cimento Portland comum e cimento Portland composto) e três diferentes relações a /c (0.6, 0.7 e 0.8) foram analisadas. Uma série de amostras foram submetidas a carbonatação acelerada em uma atmosfera de 3, 4, 5 ou 6% de CO2 e 50 - 60% de RH a 30° C. Outras séries foram expostas em duas zonas urbanas na área metropolitana de Monterrey. O progresso da carbonatação foi monitorado regularmente em todos os ambientes de exposição e foi comparado com as previsões obtidas a partir dos dados do ambiente acelerado. Resultados: Todas as amostras apresentaram uma maior profundidade de carbonatação, em comparação com as previsões sugeridas na literatura científica, de modo que a aplicação da equação baseada na raiz quadrada do tempo deve ser revisada, o fenômeno de carbonatação é um processo mais complexo do que o que poderia ser descrito mediante este método. Conclusões: Os resultados mostraram que existe uma alta correlação para a previsão baseada em uma tendência linear do avance de carbonatação a partir de testes acelerados.
Tensile strength of concrete with high absorption limestone aggregate
- Abstract: RESUMEN Antecedentes: La resistencia a tensión del concreto es una propiedad importante para el diseño de las estructuras; en elementos de concreto reforzado se puede producir el agrietamiento bajo diversas condiciones de carga o por medio de otros efectos, como son las condiciones ambientales críticas. De lo anterior se desprende la necesidad de contar con ecuaciones de predicción de resistencia a tensión, a partir de la resistencia a compresión axial del concreto, que es la propiedad que más se ha estudiado en este material. Métodos: Se ensayaron probetas cilíndricas y prismáticas fabricadas con agregados calizos triturados de alta absorción, utilizando tres relaciones agua/cemento. Para cada tipo de concreto se midieron sus resistencias a compresión y a tensión; ésta última obtuvo tanto por compresión, como por tensión. Resultados: Con los datos medidos se calcularon ecuaciones por el método de mínimos cuadrados que relacionaron las dos formas de resistencia a la tensión con la resistencia a la compresión. Las ecuaciones obtenidas se compararon con las especificadas en dos reglamentos vigentes, así con como con otras ecuaciones encontradas en la literatura. Conclusiones: Con base en las comparaciones anteriores, se encontró que las ecuaciones obtenidas fueron similares a las especificadas en el Reglamento para Concreto Estructural del Instituto Americano del Concreto, así como a las que han propuesto algunos otros autores.ABSTRACT Background: The tensile strength of concrete is an important mechanical property used in the design of structures. Cracking of reinforced concrete elements can be observed under different loading conditions or under other effects, such as critical environmental conditions. Based on the above, there is a need to develop design equations for the tensile strength of concrete. Equation can be a function of the axial compressive strength of concrete, which is the most studied property for this material. Methods: Concrete cylinders and beam specimens were tested in this study. Concrete specimens were fabricated using high absorption limestone aggregates. Three water/cement ratios were considered. For each type of concrete, axial compressive strength and tensile strength were measured. For this last case, both flexural tensile and compressive tensile strengths were determined. Results: Based on the experimental results, design equations were developed for the two types of tensile strength of concrete. Equations were developed as a function of the axial compressive strength of concrete using the least square method. Proposed equations were compared with those prescribed in two current design codes and with those found in the literature. Conclusions: Based on the comparisons presented before, it was found that proposed equations for the tensile strength of concrete were similar to those prescribed in the Building Code Requirements for Structural Concrete of the American Concrete Institute, and to those proposed for some other authors.RESUMO Antecedentes: A resistência à tensão do concreto é uma importante propriedade para o designer das estruturas; em elementos de concreto armado pode ocorrer rachaduras sob diversas condições de carga ou por meio de outros efeitos, como as condições ambientais críticas. De acordo com o anterior, deriva-se a necessidade de contar com equações de predição de resistência à tensão, a partir da resistência à compressão axial do concreto, que é a propriedade que tem sido mais estudada neste material. Métodos: Foram feitos ensaios em provetas cilíndricas e prismáticas fabricadas com agregados calcários triturados de alta absorção, utilizando três relações de água/cimento. Para cada tipo de concreto foram medidas a sua resistência, a compressão e a tensão; este último obteve tanto por compressão, como por tensão. Resultados: Com os dados medidos foram calculadas equações pelo método de mínimos quadrados relacionados com as duas formas de resistência à tensão com a resistência à compressão. As equações obtidas foram comparadas com as especificadas em dois regulamentos vigentes, bem como com outras equações encontradas na literatura. Conclusões: Com base nas comparações acima, verificou-se que as equações obtidas foram semelhantes com as es pecificadas no Regulamento para Concreto Estrutural do Instituto Americano do Concreto, bem como com as que têm propostos por alguns autores.