Ingenieria Civil

Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingenieria
Escuela de Ingenieria Civil en Obras Civiles
gDETERMINACION DE LA INFLUENCIA DE LAS
NANOMOLECULAS DE SILICE EN EL CONCRETO FRENTE
A UN FACTOR QUE AFECTA SU DURABILIDADh
Tesis para optar al titulo de:
Ingeniero Civil en Obras Civiles
Profesor Patrocinante:
Sr. Ernesto Zumelzu Delgado.
Ingeniero Civil Metalurgico
DoctorMateriales, Energia y Medioambiente
Profesor Copatrocinante:
Sr. Carlos Cabezas Cuevas.
M.Sc. en Quimica
REBECA PAZ AGUILAR MUNDACA
VALDIVIA - CHILE
2007
Agradecimientos
Mi familia ha sido el fundamento de mi existencia, a ellos les debo lo que soy. Gracias a
mis amados padres Marcia y Martin, por su incondicional apoyo, proteccion y motivacion al
logro de mis metas. A mis hermanas, porsiempre estar conmigo y su preocupacion constante.
Eduardo, gracias por tu comprension, apoyo y aliento, que han sido esenciales para mi.
Agradezco a Don Carlos Cabezas y a Don Ernesto Zumelzu, por su guia, consejos y
disposicion a lo largo de este trabajo.
Por ultimo, quiero dar las gracias a todos mis familiares y amigos, que de alguna u otra
manera aportaron a mi desarrollo durante estelargo proceso que ya culmina.
Dedicatoria
A Rebequita, una bellisima persona, que con
su sonrisa es capaz de llenar el alma de todos los que
la rodean.
INDICE GENERAL
Temario Pagina.
CAPITULO I: ASPECTOS INTRODUCTORIOS
1.1 Planteamiento del Problema 1
1.2 Antecedentes bibliograficos 1
1.3 Objetivos 2
1.3.1 Objetivos generales 2
1.3.2 Objetivos especificos 2
1.4 Metodologia y estructurade trabajo 2
1.5 Alcances y limitaciones 3
CAPITULO II: ASPECTOS TEORICOS
2.1 Aspectos teoricos referentes al concreto 5
2.1.1 Generalidades del concreto 5
2.1.2 Materiales constituyentes del concreto 6
2.1.2.1 Cemento 6
2.1.2.2 Agua de amasado 12
2.1.2.3 Hidratacion del cemento 13
2.1.2.4 Aridos 15
2.1.2.5 Aditivos 17
2.2 Nanociencia y Nanotecnologia 19
2.2.1 Nanomateriales 20
2.2.2La llegada de la nanotecnologia al concreto 23
2.2.2.1 Concreto a escala nanometrica 23
2.2.2.2 Concreto con nanosilice 25
2.2.2.2.1 Estudios relacionados al concreto con nanoparticulas de silice 25
2.2.2.2.2 Nanosilice como aditivo 27
2.3 Durabilidad del concreto 33
2.3.1 Factores que afectan la durabilidad del concreto 34
2.3.1.1 Congelamiento y deshielo 34
2.3.1.2 Abrasion 37
2.3.1.3Reacciones quimicas en los agregados 39
2.3.1.4 Ambiente quimicamente agresivo 43
Temario Pagina.
2.4 Ataque quimico por sulfatos provenientes de fuentes externas
al hormigon 52
2.4.1 .Que componentes internos del concreto sean quizas inestables a la
presencia de sulfatos? 52
2.4.2 Mecanismo de reaccion
53
2.4.2.1 Caracterizacion del ataque por sulfatos 56
2.4.3 Factores que afectan laresistencia a sulfatos en el concreto 57
CAPITULO III: EXPERIENCIAS DE LABORATORIO
3.1 Descripcion general de las experiencias a realizar 61
3.2 Discos de mortero a utilizar en el ensayo 62
3.2.1 Preparacion de los discos de mortero 64
3.3 Ensayo de Inmersion Concreto en Solucion de Sulfato 65
3.3.1 Analisis de diferencia de Peso 67
3.3.1.1 Resultados Obtenidos 69
3.3.1.2 Analisisdescriptivo y discusion de resultados 73
3.3.1.3 Comparacion de resultados con propiedades mecanicas y de
trabajabilidad 78
3.3.2 Analisis pH solucion sulfato de sodio 79
3.3.2.1 Resultados Obtenidos 81
3.3.2.2 Analisis descriptivo y discusion de resultados 82
3.3.3 Analisis microscopia electronica 83
3.3.2.1 Analisis y caracterizacion de muestras a traves de microscopia
electronica 88
CAPITULOIV: CONCLUSIONES 107
BIBLIOGRAFIA 110
ANEXOS 113
INDICE TABLAS
Tabla Pagina.
Capitulo II: Aspectos teoricos
Tabla 2.1: Compuestos mineralogicos principales del clinquer 7
Tabla 2.2: Secuencia de reacciones en un horno rotatorio. 8
Tabla 2.3: Proporcion de Oxidos en cementos Portland 9
Tabla 2.4: Composicion media de los minerales principales en cementos
Portland corrientes 9
Tabla 2.5:...