Estimación del coeficiente de difusión de cloruros en concreto utilizando la técnica de velocidad de pulso ultrasónico

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se evaluó la correlación entre la velocidad de pulso ultrasónico y el coeficiente de penetración de cloruros en mezclas de concreto. Para tal efecto se diseñaron y fabricaron cinco mezclas de concreto utilizando los métodos de Duff Abrams (ABR), American Concrete Institute (ACI-211), Concreto de Alto Desempeño (HPC) y HPC con 20 y 40% de cenizas volantes como sustituto parcial del cemento Portland. Se elaboraron un total de 100 especímenes cilíndricos de 10 x 20 cm, de los cuales se obtuvieron su resistencia a la compresión, módulo de elasticidad, relación de Poisson y velocidad de pulso ultrasónico (VPU), a edades de 3, 7, 14 y 28 días. Se validaron los resultados de VPU por medio de una correlación con los resultados de resistencia a la compresión y se buscó en la literatura resultados de coeficientes de penetración de cloruros correspondientes a mezclas similares a las elaboradas en este trabajo. Se evaluó la correlación entre la VPU y los coeficientes de penetración de cloruros (De). Los resultados indican que para las mezclas evaluadas existe una alta correlación entre VPU y De (R2 = 0.88); por lo tanto, es posible estimar el coeficiente de penetración de cloruros en concreto con base en la velocidad de pulso ultrasónico mediante la siguiente expresión: D=e^(-10.85-1.22x10^-10*VPU^3) (m^2/s)

ABSTRACT: In the present work the correlation between the ultrasonic pulse velocity and the chloride penetration coefficient of concrete mixtures was evaluated. To do this, concrete mixtures using the Duff Abrams (ABR), American Concrete Institute (ACI211), High Performance Concrete (HPC) methods were designed and prepared. For the HPC method 20 and 40% of the cement was replaced by using fly ash as a supplementary material. A total of 100 cylinders were cast and compressive strength, modulus of elasticity, Poisson´s ratio and ultrasonic pulse velocity (VPU) were determined at 3, 7, 14 and 28 days of age. The VPU data was validated by using the compressive strength results. Chloride penetration coefficients (De) corresponding to the concrete mixtures under study were compiled from the current literature. The correlation between VPU and De was evaluated and the results show a high correlation (R2 = 0.88). Based on this, it can be concluded that for the concrete mixtures evaluated in the present research, the chloride penetration coefficient of concrete can be estimated from ultrasonic pulse velocity readings by using the following expression: D=e^(-10.85-1.22x10^-10*VPU^3) (m^2/s)