Alvaro González Sersen, Federico Delfín Ariztía, Guillermo Cavieres Pizarro

2. Relationship between the electrical resistivity of concrete and its resistance to penetration of chlorides: Chilean cements Experiences Relación entre la resistividad eléctrica del hormigón y su resistencia a la penetración de cloruros: Experiencias con cementos chilenos Alvaro González Sersen, Federico Delfín Ariztía, Guillermo Cavieres Pizarro Universidad de Chile - IDIEM Centro de Investigación, Desarrollo e Innovación en Estructuras y Materiales Relator: Guillermo Cavieres P. Viernes 8 de noviembre de 2013

3. Introducción Corrosión del acero en el hormigón • La corrosión de las armaduras en el hormigón armado es un grave problema de durabilidad de las estructuras expuestas a cloruros. • Algunas estructuras diseñadas para vida útil mayor a 50 años han fallado a los pocos años de ser puestas en servicio. • Los problemas pueden estar en una o varias etapas del proyecto: diseño, materiales, construcción, mantenimiento. • Las reparaciones son muy costosas, de difícil ejecución y control, y normalmente fallan antes de lo previsto.

4. Introducción Corrosión del acero en el hormigón • Obras Marítimas, Obras Mineras, Obras de Energía • Norte de Chile: doble problema • Cloruros en los componentes del hormigón. • Cloruros en los suelos.

5. Introducción Corrosión del acero en el hormigón • Agente despasivante (CO2, Cloruros) • Aire (Oxígeno) • Humedad(agua)

6. Introducción Corrosión del acero en el hormigón • Para que se produzca el proceso electroquímico de corrosión de la armadura se requiere: • La presencia de un ánodo que produce los electrones • El cátodo en la superficie donde se efectúa la reducción • La disponibilidad de oxígeno en correspondencia con el cátodo • La disponibilidad de agua (humedad) en la ubicación del cátodo • Una conexión eléctrica entre el ánodo y el cátodo que permita la transferencia de electrones.

7. Introducción Resistividad eléctrica del hormigón • Método de resistividad eléctrica. (método de Venner)

8. Introducción Penetración de cloruros en el hormigón • Método de migración de iones. ASTM C1202

9. Desarrollo Experimental Objetivos del trabajo • Objetivo General • Estudiar la relación entre la resistividad eléctrica del hormigón y su resistencia a la penetración de iones cloruros. • Objetivos específicos: • Estudiar la migración/conducción de iones en la solución de poros del hormigón. • Conocer la influencia de la calidad superficial del hormigón (tipo de cemento, relación A/C y tipo de curado) en su conductividad. • Verificar los efectos de adiciones puzolánicas en el comportamiento ante la penetración de iones cloruros. • Estudiar el efecto de la temperatura inicial en los hormigones

10. Desarrollo Experimental Variables a estudiar • Relación A/C • A/C = 0,45 de nivel bajo de permeabilidad • A/C = 0,55 de nivel medio de permeabilidad • Tipos de Cementos • Cemento Portland • Cemento Portland Puzolánico • Cemento Portland Siderúrgico • Temperatura inicial del hormigón • 15 ºC y 30 ºC • Condiciones de Curado de Probetas • En cámara húmeda • En Laboratorio • Bajo agua

11. Desarrollo Experimental Plan de Ensayos

12. Desarrollo Experimental Dosificaciones

13. Desarrollo Experimental Ensayos de Hormigón Fresco • Asentamiento de cono • Densidad • Contenido de aire • Confección de probetas

14. Desarrollo Experimental Resultados Resistencia a compresión • Resistencia a compresión a 28 días en hormigones con temperatura inicial de 15 ºC

15. Desarrollo Experimental Resultados Resistencia a compresión • Resistencia a compresión a 28 días en hormigones con temperatura inicial de 30 ºC

16. Desarrollo Experimental Resultados Resistividad Eléctrica • Resistividad de hormigones con temperatura inicial de 15 ºC

17. Desarrollo Experimental Resultados Resistividad Eléctrica • Resistividad de hormigones con temperatura inicial de 30 ºC

18. Desarrollo Experimental Resultados Penetración de Iones • Intensidad de corriente de hormigones con temperatura inicial de 15 ºC

19. Desarrollo Experimental Resultados Penetración de Iones • Intensidad de corriente de hormigones con temperatura inicial de 30 ºC

20. Desarrollo Experimental Resultados Penetración de Iones • Permeabilidad iones cloruros de hormigones con temperatura inicial de 15 ºC

21. Desarrollo Experimental Resultados Penetración de Iones • Permeabilidad iones cloruros de hormigones con temperatura inicial de 30 ºC

22. Desarrollo Experimental Resultados Penetración de Iones

23. Desarrollo Experimental Resultados de Correlaciones • Correlación Carga Eléctrica v/s Corriente Inicial

24. Desarrollo Experimental Resultados de Correlaciones • Correlación entre Resistividad y Permeabilidad a iones

25. CONCLUSIONES • La resistividad eléctrica de los hormigones estudiados varió en un amplio rango, entre 7 y 40 KΩcm, según sus condiciones de humedad, temperatura, permeabilidad y composición. • La resistividad, a igualdad de humedad y grado de hidratación, aumentó al bajar la relación A/C, al aumentar el tiempo de curado y en cementos con adiciones. • Particularmente notorio es que la resistividad inicial y de largo plazo aumentó significativamente en los cementos con adiciones de puzolana y escoria, siendo mayor en el último caso. • Para mediciones a 172 y 192 días en hormigones de cementos con adiciones se verifica que aún no hay estabilización de las propiedades, lo que indicaría que a plazos mayores pueden seguir mejorando, situación que no ocurre en hormigones con cemento Portland.

26. CONCLUSIONES • Se verifica que las adiciones del cemento juegan un rol preponderante en la capacidad de los hormigones para frenar la penetración de los cloruros. • Dados los resultados de resistencias y de penetración de cloruros obtenidos se verifica que la mayor resistencia mecánica no es un parámetro adecuado para definir la durabilidad de los hormigones, ya que ésta depende de la estructura de poros. • La resistividad del hormigón se relaciona de buena manera con la permeabilidad a los iones cloruros. • Res = 419*Pen(-0,47) r2 = 0,83