Reacción sulfática interna en presas de hormigón: Cinéticadel comportamiento
- Autores: Izelman Oliveira da Silva
- Directores de la Tesis: Antonio Aguado de Cea (dir. tes.), Sergio H. Pialarissi Cavalaro (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Enric Vazquez Ramonic (presid.), José Servando Chinchón Yepes (secret.), Antonio Santos (voc.), María Pilar Alaejos Gutiérrez (voc.), Enio José Pazini Figueiredo (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El objetivo principal de la presente Tesis Doctoral es estudiar la cinética de la expansión típica de presas de hormigón afectadas por reacciones sulfáticas de origen interna (RSI) causada por la oxidación de los sulfuros de hierro presentes en lo áridos. En ese contexto, se busca desarrollar un modelo cinético para la RSI que, en base a parámetros físicos y químicos claros y de forma directa, permitan hacer previsiones sobre la evolución de los fenómenos expansivos a nivel hormigón y a nivel estructura. El trabajo se ha desarrollado en cuatro niveles secuencias: mol, árido, hormigón y estructura, siendo que la respuesta de cada nivel es el parámetro de entrada para el nivel siguiente.
Inicialmente a nivel mol, se propone un nuevo modelo cinético (NUCM) capaz de representar la cinética de la RSI de forma más realística. El NUCM representa un importante valor añadido con respecto a la capacidad de estimar la cinética de reacción de partículas de pirrotina tanto con formato cilíndrico como con formato laminar.
A nivel árido se realizan dos campañas experimentales. La primera de ellas permite evaluar con más profundidad tanto el contenido de sulfuros como la influencia de la granulometría sobre la cinética de oxidación. La segunda campaña sirve para evaluar la distribución de los compuestos químicos que forman parte del proceso de oxidación y, con ello, identificar la conversión de un compuesto a otro, caracterizando el camino seguido por el agente oxidante en la oxidación de los sulfuros de hierro dentro de un árido real. Por último, se proponen ecuaciones constitutivas que, en base a la formulación desarrollada para el NUCM, permiten estimar la cinética de oxidación de un árido aislado y de la curva granulométrica completa.
A nivel hormigón, se proponen ecuaciones para cuantificar la expansión debido a la oxidación de los sulfuros de hierro y debido a la expansión secundaria (ataque sulfático en la pasta de cemento Portland con formación de etringita). A continuación, se usa la expansión calculada para estimar la expansión en un instante t cualquier en función del porcentaje de sulfuros reaccionados hasta ese instante. A nivel estructura, se generaliza la expansión volumétrica calculada a nivel hormigón y se realizan las contrastaciones del método de análisis directo desarrollado en esta Tesis Doctoral con un estudio de caso real de presa de hormigón con RSI (Presa de Graus).
Cabe matizar que el gran avance logrado con la presente tesis doctoral es el desarrollo de modelos cinéticos para el ataque sulfático. Esos modelos, a diferencia de los existentes en la literatura, permiten un planteamiento directo de predicción de las expansiones generadas por la RSI, teniendo en cuenta tanto las características físicas como químicas típicas de los áridos y de los hormigones de presas.
