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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2016, 36(2): 155-167

ULTRASONIC PULSE VELOCITY FOR MONITORING THE SUSCEPTIBILITY OF CONCRETE TO SODIUM SULPHATE AND WETTING-DRYING CYCLES
(VELOCIDAD DE PULSO ULTRASÓNICO PARA MONITOREO DE LA SUSCEPTIBILIDAD DEL CONCRETO A SULFATO DE SODIO Y CICLOS DE HUMECTACIÓN Y SECADO)

Julián Orlando Herrera Ortiz, Ricardo Alfredo Cruz Hernandez, Luis Zapata, Luz Amparo Quintero Ortiz

Online: 20-02-2016

GA-697

Abstract


The external sulphate attack of concrete is related to the formation of expansive sulphate-containing compounds in the hardened state of the concrete samples. The aim of this research is to study the use of the technique of ultrasonic pulse velocity (UPV) to estimate the mechanical and physical changes during an accelerated attack of sodium sulphate combined with wetting-drying cycles. Each cycle consisted in wetting, drying in oven and cooling. This combination tries to replicate field conditions for concrete samples in sulphate-rich environments under climatic changes (wetting/drying). The experimental program consisted of visual inspection, development of cooling curves, X-ray diffraction analysis, UPV measurements, mass and volume changes as well as compressive strength of concrete specimens. Standard concrete cylinders of 100 x 200 mm were used and the accelerated attack was monitored each 15 cycles with a total of 120 cycles. The results showed that both density (physical) and compressive strength (mechanical) measurements agreed with the UPV behavior registered through the external sulphate attack. In addition, mathematical models relating the compression analysis and the density values with the UPV measures were constructed. Finally, the X-ray diffraction results were successfully correlated with the developed mathematical models.

El ataque externo de sulfatos en el concreto está relacionado con la formación de componentes que contienen sulfatos expansivos en el estado endurecido de las muestras de concreto. El objetivo de la presente investigación consiste en estudiar el uso de la técnica de la velocidad de pulso ultrasónico (UPV) para estimar los cambios físicos y mecánicos ocurridos durante el ataque acelerado de sulfato de sodio en conjunto con ciclos de humectación y secado. Cada ciclo consistió en humectación, secado al horno y enfriamiento. Esta combinación trató de simular un típico ambiente rico en sulfatos y sometido a cambios climáticos (humectación/secado). El programa experimental consistió de inspección visual, desarrollo de curvas de enfriamiento, análisis de difracción de rayos X, medidas usando UPV, cambios de masa y de volumen y resistencia a la compresión de las muestras de concreto. En la investigación se usaron cilindros estándar de concreto de 100 x 200 mm y el ataque acelerado fue monitoreado cada 15 ciclos con un total de 120 ciclos. Los resultados mostraron que las medidas tanto de densidad (prueba física) como de resistencia a la compresión (prueba mecánica) fueron efectivamente capturadas por el comportamiento de UPV a lo largo del ataque externo de sulfatos. En adición, se construyeron modelos matemáticos que relacionaron las medidas de densidad y de compresión con los resultados de UPV. Finalmente, los análisis de difracción de rayos X fueron satisfactoriamente correlacionados con los modelos matemáticos desarrollados.


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