Contenido Estudio experimental de la durabilidad del hormigón armado en ambiente marino. Zonas sumergida y de carrera de mareas.

 El objetivo del presente estudio experimental ha sido analizar el comportamiento del hormigón armado utilizado en los cajones de tres muelles (en adelante, Muelle A, Muelle B y Muelle C) situados en ambiente marino sumergido, y de otros seis mue- lles (Muelles D, E, F, G, H e I) situados en zona de carrera de mareas, con distintas calidades de hormigón (en cuanto a su dosificación) y muy diferentes edades (entre 2 y 31 años). Los siete muelles pertenecen a puertos españoles situados en el Mar Mediterráneo, Mar Cantábrico y Océano Atlántico. Para realizar el estudio, inicialmente se ha analizado la información correspon- diente a la fabricación del hormigón y datos del proyecto de los cajones. Tras la extracción de testigos, en laboratorio se ha inspeccionado el aspecto del hormigón y de las armaduras, para a continuación someterlos a una serie de ensayos de caracte- rización del material: contenido de cloruros, resistencia a compresión, velocidad de propagación de ultrasonidos, penetración de agua, porosidad abierta, absorción de agua por inmersión, absorción de agua por capilaridad y permeabilidad al oxígeno, además de la estimación del módulo de elasticidad y de la permeabilidad al agua uti- lizando los resultados de algunos de los anteriores ensayos. A partir de los resultados de los ensayos de determinación de cloruros, se han deducido los coeficientes de difusión de cloruros correspondientes, y se ha analizado su relación con las diferentes propiedades mecánicas y de durabilidad del hormigón, representadas por los ensayos anteriormente comentados. De este análisis se deduce qué ensayos resultan más representativos de la impermeabilidad del hormigón a la penetración de cloruros. Con los coeficientes de difusión de cloruros determinados en este estudio y con los obtenidos de la bibliografía consultada, se obtiene por regresión su relación con las características del hormigón, a partir de la cual puede deducirse la calidad del hor- migón necesaria para que no se produzca un deterioro significativo del hormigón en el ambiente marino correspondiente, durante la vida útil de la estructura. Además se han calculado los coeficientes de eficacia de las adiciones minerales respecto a la capa- cidad de mejorar la impermeabilidad del hormigón a la penetración de cloruros.
Tabla de contenidos

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN  

2. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN
 
2.1. Clasificación de ambientes  
2.2. Datos de los muelles  

3. INSPECCIÓN VISUAL Y EXTRACCIÓN DE TESTIGOS
 
3.1. Muelle A  
3.2. Muelle B  
3.3. Muelle C  
3.4. Muelle D  
3.5. Muelle E  
3.6. Muelle F  
3.7. Muelle G  
3.8. Muelle H  
3.9. Muelle I  

4. PLANIFICACIÓN DE LOS ENSAYOS

4.1. Muelle A  
4.2. Muelle B  
4.3. Muelle C  
4.4. Muelle D  
4.5. Muelle E  
4.6. Muelle F  
4.7. Muelle G  
4.8. Muelle H  
4.9. Muelle I  

5. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

5.1. Ensayos mecánicos  
5.2. Penetración de agua, porosidad y permeabilidad  
5.3. Absorción de agua y capilaridad  
5.4. Permeabilidad al oxígeno  
5.5. Profundidad de penetración de cloruros  
5.5.1. Muelle A  
5.5.2. Muelle B  
5.5.3. Muelle C  
5.5.4. Muelle D  
5.5.5. Muelle E  
5.5.6. Muelle F  
5.5.7. Muelle G  
5.5.8. Muelle H  
5.5.9. Muelle I  
5.6. Profundidad de carbonatación
 
6. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
 
6.1. Calidad de los hormigones estudiados  
6.1.1. Ensayos mecánicos  
6.1.2. Penetración de agua, porosidad y permeabilidad  
6.1.3. Absorción de agua y capilaridad  
6.1.4. Resumen cualitativo de la calidad del hormigón  
6.1.5. Ensayo de permeabilidad al oxígeno  
6.1.6. Conclusiones de la calidad de los hormigones estudiados  
6.2. Estudio de la velocidad de penetración de cloruros  
6.2.1. Análisis del perfil de penetración de cloruros  
6.2.1.1. Cálculo del coeficiente de difusión de cloruros  
6.2.1.2. Concentración de cloruros en superficie  
6.2.1.3. Contenido crítico de cloruros  
6.2.2. Regresiones obtenidas entre el coeficiente de difusión de cloruros al cabo de un año y los resultados de los ensayos de resistencia y de durabilidad  
6.2.2.1. Influencia del tipo de ambiente marino  
6.2.2.2. Influencia de las adiciones  
6.2.2.3. Coeficiente de difusión - resistencia a compresión  
6.2.2.4. Coeficiente de difusión - porosidad  
6.2.2.5. Coeficiente de difusión - absorción  
6.2.2.6. Coeficiente de difusión - penetración de agua bajo presión  
6.2.2.7. Coeficiente de difusión - permeabilidad al agua  
6.2.2.8. Coeficiente de difusión - capilaridad  
6.2.2.9. Coeficiente de difusión - permeabilidad al oxígeno  
6.2.2.10. Análisis global de resultados  
6.2.2.11. Conclusiones sobre los ensayos de durabilidad  
6.2.3. Factores que influyen en la calidad del hormigón de los cajones estudiados  

6.2.3.1. Efecto de la evolución de la normativa en la calidad del hormigón de los cajones  
6.2.3.2. Efecto favorable de las adiciones en la calidad del hormigón de los cajones..  
6.2.4. Relaciones obtenidas entre el coeficiente de difusión de cloruros al cabo de un año y la dosificación del hormigón  
6.2.4.1. Influencia del tipo de ambiente marino  
6.2.4.2. Influencia de las adiciones  
6.2.4.3. Influencia de la relación A/C  
6.2.4.4. Cálculo del coeficiente de eficacia de las adiciones  
6.2.4.5. Influencia del contenido de cemento  
6.2.4.6. Conclusiones sobre el modelo de difusión de cloruros Contraste de modelos  
6.3.1. Modelos para hormigones en zona de carrera de mareas  
6.3.2. Modelos para hormigones en zona sumergida  
Aplicación del modelo desarrollado en esta investigación  
6.4.1. Calidad necesaria del hormigón y su control para cajones portuarios con una vida útil de 50 años  
6.4.1.1. Hormigones en zona de carrera de mareas  
6.4.1.2. Hormigones en zona sumergida  
6.4.2. Resultados del modelo variando los parámetros fundamentales  

7. ASPECTOS FINALES DEL ESTUDIO EXPERIMENTAL

7.1. Modelización del avance de los cloruros en ambiente marino (sumergido o de carrera de mareas)  
7.2. Control de la durabilidad del hormigón en ambiente marino sumergido y de carrera de mareas  

ANEJO- ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DEL CURADO CON AGUA DE MAR

Capítulo Al.l. ANTECEDENTES  
Capítulo A1.2. ESTADO DEL ARTE  
1. Curado del hormigón  
2. El agua de curado del hormigón  
3. Curado con agua de mar  
3.1. Hormigón en masa  
3.2. Hormigón armado  
3.2.1. Consideraciones generales  
3.2.2. Influencia en la resistencia  
3.2.3. Influencia en la penetración de cloruros  
4. Normativa sobre curado del hormigón  
4.1. Normativa española  
4.2. Norma europea ENV 13670-1. Ejecución de estructuras de hormigón  
4.3. Recomendaciones americanas "ACI 308R-13. Guide to curing concrete"  
4.4. Recomendación americana "ACI 357R. Fixed offshore concrete structures"  
4.5. Normativa británica: "British standard code of practice for maritime structures BS6349"  
4.6. Otras recomendaciones internacionales: "Design and construction of concrete sez structures. FIP"  
5. Normativa sobre el agua de amasado y curado del hormigón  
5.1. Normativa española  
5.2. Normativa europea: prEN 1008- May 1997. Final Draft "Mixing water for concrete  
Specification for sampling, testing and assessing the suitability of water, includinj  
wash water from recycling installations in the concrete industry, as mixing water fo concrete  
5.3. Normativa americana  
5.3.1. Norma CRD C 400-63. "Requirements for water for use in mixing or curing concrete". U.S. Army Corps of Engineers  
5.3.2. ASTM C94/C 94M -00 "Standard specification for ready-mixed concrete"....  
5.3.3. Recomendación americana "ACI 357R-13. Fixed offshore concrete structures  
5.3.4. "ACI Building Code 318R"  
6. Conclusiones  
6.1. Generales sobre el agua de amasado y curado del hormigón  
6.2. Curado con agua de mar  
7. Bibliografía  
Capítulo A1.3. ESTUDIO EXPERIMENTAL  
1. Objetivos  
2. Materiales utilizados  
3. Fabricación y curado  
3.1. Hormigón de planta y curado normalizado durante 7 días  
3.2. Hormigón de laboratorio y curado normalizado durante 28 días  
4. Ensayos realizados  
5. Resultados experimentales  
5.1. Densidad aparente y resistencia a compresión  
5.2. Profundidad de penetración de agua, porosidad abierta y permeabilidad  
5.3. Absorción de agua  
5.4. Capilaridad  
5.5. Profundidad de penetración de cloruros  
5.5.1. Influencia de la calidad del hormigón en la penetración de cloruros  
5.5.2. Influencia del curado con agua de mar  
5.6. Valoración conjunta de los resultados  
5.6.1. Calidad del hormigón  
5.6.2. Curado con agua de mar  
6. Determinación del coeficiente de difusión de cloraros  
7. Conclusiones