Influencia del tipo de cemento en la fisuración del concreto en canales hidráulicos subterráneos

Abstract

El fenómeno de la fisuración es un problema concurrente en la construcción cuando no se toman las medidas necesarias para su prevención tanto en la etapa de diseño, ejecución u operación generando en la mayoría de los casos una disminución no deseada en la durabilidad e impermeabilidad de la estructura provocando impactos económicos, sociales y en el caso de canales hidráulicos impactos ambientales. Al hablar de un canal subterráneo de concreto es de suma importancia la adecuada elección del tipo de cemento del diseño de mezcla ya que este debe tener la capacidad de producir en la estructura impermeabilidad, resistencia a sulfatos y cloruros, alta resistencia temprana a la compresión, menor reacción álcali-agregado, entre otras propiedades. Por eso es conveniente identificar la influencia del tipo de cemento en la fisuración en canales hidráulicos subterráneos, para ello como base de la presente investigación se comparó los cementos disponibles en la zona sur del Perú que son los de tipo I, IP y HE que obedecen a las normas técnicas NTP 334.009 (ASTM C150), NTP 334.090 (ASTM C595) y NTP 334.082 (ASTM C1157) respectivamente en las mismas condiciones de diseño de mezcla, fabricación de muestras, almacenamiento y curado. Para determinar la influencia del tipo de cemento en la fisuración se desarrolló una investigación de tipo correlacional que se basa en un enfoque cuantitativo y cualitativo de lo obtenido en los ensayos experimentales y modelos matemáticos propuestos por el ASTM y ACI respectivamente referidos a la retracción con la influencia en la fisuración, todo ello tomando sólo como variable el tipo de cemento aplicable para una estructura de tipo canal subterráneo. Para determinar la magnitud de retracción que influye el tipo de cemento se elaboraron los ensayos de retracción libre a través de viguetas indicados en el método ASTM C157 y los ensayos de retracción restringida a través de anillos indicados en el método ASTM C1581, ambos ensayos ya han sido utilizados por otros investigadores de Perú, Chile y Colombia para determinar la influencia de diferentes componentes del diseño de mezcla en la fisuración por retracción en el concreto. Adicional a los ensayos experimentales, se calculará mediante modelos matemáticos propuestos por el ACI 209.2R la evolución de la retracción teórica total en el tiempo, siendo comparada con los resultados obtenidos por los ensayos experimentales de retracción buscando una posible relación. Al realizar los ensayos experimentales se concluye que efectivamente el tipo de cemento si influye en el comportamiento de la retracción en los especímenes de muestreo para una dosificación de diseño para canales subterráneos hidráulicos, dando como resultado que el diseño con cemento tipo HE presentó una menor retracción tanto en la variación en longitud de las viguetas y en la aparición en cantidad y tamaño de fisuras en el anillo de concreto respecto a los otros diseños con cemento tipo I y IP.

El fenómeno de la fisuración es un problema concurrente en la construcción cuando no se toman las medidas necesarias para su prevención tanto en la etapa de diseño, ejecución u operación generando en la mayoría de los casos una disminución no deseada en la durabilidad e impermeabilidad de la estructura provocando impactos económicos, sociales y en el caso de canales hidráulicos impactos ambientales. Al hablar de un canal subterráneo de concreto es de suma importancia la adecuada elección del tipo de cemento del diseño de mezcla ya que este debe tener la capacidad de producir en la estructura impermeabilidad, resistencia a sulfatos y cloruros, alta resistencia temprana a la compresión, menor reacción álcali-agregado, entre otras propiedades. Por eso es conveniente identificar la influencia del tipo de cemento en la fisuración en canales hidráulicos subterráneos, para ello como base de la presente investigación se comparó los cementos disponibles en la zona sur del Perú que son los de tipo I, IP y HE que obedecen a las normas técnicas NTP 334.009 (ASTM C150), NTP 334.090 (ASTM C595) y NTP 334.082 (ASTM C1157) respectivamente en las mismas condiciones de diseño de mezcla, fabricación de muestras, almacenamiento y curado. Para determinar la influencia del tipo de cemento en la fisuración se desarrolló una investigación de tipo correlacional que se basa en un enfoque cuantitativo y cualitativo de lo obtenido en los ensayos experimentales y modelos matemáticos propuestos por el ASTM y ACI respectivamente referidos a la retracción con la influencia en la fisuración, todo ello tomando sólo como variable el tipo de cemento aplicable para una estructura de tipo canal subterráneo. Para determinar la magnitud de retracción que influye el tipo de cemento se elaboraron los ensayos de retracción libre a través de viguetas indicados en el método ASTM C157 y los ensayos de retracción restringida a través de anillos indicados en el método ASTM C1581, ambos ensayos ya han sido utilizados por otros investigadores de Perú, Chile y Colombia para determinar la influencia de diferentes componentes del diseño de mezcla en la fisuración por retracción en el concreto. Adicional a los ensayos experimentales, se calculará mediante modelos matemáticos propuestos por el ACI 209.2R la evolución de la retracción teórica total en el tiempo, siendo comparada con los resultados obtenidos por los ensayos experimentales de retracción buscando una posible relación. Al realizar los ensayos experimentales se concluye que efectivamente el tipo de cemento si influye en el comportamiento de la retracción en los especímenes de muestreo para una dosificación de diseño para canales subterráneos hidráulicos, dando como resultado que el diseño con cemento tipo HE presentó una menor retracción tanto en la variación en longitud de las viguetas y en la aparición en cantidad y tamaño de fisuras en el anillo de concreto respecto a los otros diseños con cemento tipo I y IP.