Análisis y modelación del comportamiento a largo plazo de mezclas binarias y ternarias de concreto expuestas a ambientes marinos

Abstract

Las mezclas de concreto con adición de materiales cementantes suplementarios son reconocidas como un material de construcción alternativo y ecológicamente amigable en contraste con las mezclas de concreto de cemento Portland convencional. No obstante, aunque estos materiales han demostrado propiedades de durabilidad eficientes frente a los agentes agresivos del medio, en algunos casos su efectividad es notable después de un largo tiempo desde que la mezcla de concreto entró en servicio. Esta investigación evalúa y modela el comportamiento de mezclas binarias y ternarias de concreto expuestas a ambientes marinos simulados, durante un periodo de 1950 días en donde se emplean sustituciones del 30% de escoria de alto horno, 5% de humo de sílice y 10% de metacaolín a especímenes cilíndricos con una relación agua/material cementante de 0.4 y 0.6, que están expuestos a iones de cloruro. Se utilizó concreto convencional para el diseño del espécimen de control. Para el estudio, se realizaron ensayos de difusión de cloruros con titulador potenciométrico, monitoreo electroquímico a través de mediciones de potencial y de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) de muestras inmersas en solución de NaCl al 3%, modelación computacional y numérica del fenómeno de la difusión e inspección visual del estado de los especímenes luego del tiempo de exposición. Las muestras con adición de cementantes mostraron un mejor desempeño por durabilidad, con una resistencia al ingreso de cloruros 33% mayor a los 1950 días de exposición constante a cloruro de sodio. De la modelación se logra concluir que existe una relación entre el coeficiente de difusión [m2 /s] y la concentración de respuesta [%Clo mol/m3 ], con un coeficiente de determinación R2 de 84.7%.