durabilidad del hormigón en túneles
TRANSCRIPT
1
Durabilidad del Hormigón en Túneles de Alta Montaña
Roberto TorrentMaterials Advanced Services SRL
Buenos Aires, Argentina y Coldrerio, [email protected]
Webinar organizado por AATES, 8 Setiembre de 2020
2
Contenido
1. Conceptos Generales sobre Durabilidad2. Clasificación de Procesos de Deterioro3. Casos Reales:
Curado Imperfecto del Túnel del Puerto de Miami Investigación Túnel Vial de Naxberg Túnel Ferroviario AlpTransit Impermeabilidad Túnel Línea “H” Subte C.A.B.A.
4. Cómo alcanzar alta durabilidad en túneles?5. Conclusiones
2
3
Definición de Durabilidad
Durabilidad: La aptitud de una dada estructura para
desempeñar su función prevista (mantener la
resistencia requerida y su funcionalidad o
“serviciabilidad“) durante la vida útil especificada o
tradicionalmente esperable*, en sus condiciones
específicas de exposición ambiental.
* En general, los reglamentos especifican para 50 años de VU de diseño, 75 para puentes (AASHTO LRFD Specifications)
4
Fases Típicas de los Problemas de Durabilidad
Tiempo
De
teri
oro
Incubación Propagación
Sin deteriorovisible
Deteriorolocalizado
Deterioro generalizado
XC
l/XC
O2
Iniciaciónti
ELU
ELS
��� = �� + ��
[Tuutti, 1982]
Fisuracióntp
3
5
Conceptos de Vida Útil
Niv
el d
e D
esem
peñ
o
Repair 1 Repair 2
Repair 3
0 10 20 30 40 50 60 70
Tiempo (años)
Calidad de Diseño
Nivel de Deterioro Inaceptable
Desempeño Pronosticado
Desempeño Real
Calidad Inicial Real
VU
D
VU
R
6
CO2 Cl-
Acero
“Recubrimiento”de Peor Calidad
Debido a:• Segregación• Compactación• Curado• Exudación• Acabado• Microfisuras
Calidad del Hormigón en la Estructura
Las probetas moldeadas y curadas en forma normalizada,
NOrepresentan la vital calidad del ‘recubrimiento’
Vida Útil = f (penetrabilidad y espesor del Recucreto)
SO42-
4
7
Importancia del Espesor del Recubrimiento
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Vida Útil (años)
Esp
eso
r "R
ecu
cret
o"
(mm
)
Nominal = 50 mm
10% menos espesor de “Recucreto” ~20% menos vida útil
Real = 45 mm
= � · � �� = �
��
8
Pachómetros electromagnéticos
Ferroscanwww.hilti.ch
Profometer 5 Profoscope
Proceqwww.proceq.com
[BS 1881-204:1988; DBV Report 2002 (Alemán)]
5
9
GPR: Ground Penetrating Radar
Hilti PS 1000
10
Hormigón
Cámara de ensayo, presión Pi
Anillo de guarda, presión Pe= Pi
Armadura
Flujo de aire haciala cámara central
Flujo de aire haciael anillo de guarda
1. Se hace vacío en ambas cámaras por t0 = 60 s2. La cámara central que está a Pi ~ 30-50 mbar se aisla de la bomba de
vacío3. Se registra el aumento de presión ΔPi en la cámara de ensayo = f (kT)
Permeabilidad al Aire in situ (Norma Suiza 262/1)
kT =A
ln
2 ε Pa
Vc2
2
µ
Pa + ΔPeff (tf)Pa - ΔPeff (tf)
√ tf - √ to
6
11
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25 30Time (s) - Square Root Scale
Pre
ssu
re P
i (m
ba
r)
0 t0 = 60 tf = 720
Close V2
Open / Close V2
Close V2
Start ΔP
t=0; Pi~1000Close V1
tf = 360Δ
P =
20
Evolución de la presión Pi para distintos kT
12
Instrumento de 4a Generación: PermeaTORR AC
100% made in Argentina
7
13
0
5
10
15
20
25
0.001 0.01 0.1 1 10 100
kT (10-16 m²)
24
-h S
orp
tiv
ity
(g
/m²/
s½
) Laboratory
TunnelBridge
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0.001 0.01 0.1 1 10 100
kT (10-16 m²)
CR
(m
m/y
½)
Torrent u. Ebensperger, 1993
Torrent u. Frenzer, 1995
Kubens et al, 2003
Imamoto et al, 2008
Moro, 2015
0
25
50
75
100
125
150
0.001 0.01 0.1 1 10
kT (10-16 m²)
Ma
x.
Pe
ne
tra
tio
n (
mm
)
CH (EN)
CH (DIN)
SP (EN)
AR (DIN)
UY (DIN)
NL (EN)
Low Moderate HighVery Low
100
1000
10000
100000
0.001 0.01 0.1 1 10 100
kT (10-16 m²)
Cl- M
igra
tio
n (
Co
ulo
mb
s)
05-14 00-03 03-04 05-02 99-04 00-04 95-04 03-06 12-01 ACP PacificACP Atlantic
High (+ Very High)
Moderate
Low
Very Low
Porqué medir la Permeabilidad al Aire kT?
Succión Capilar Carbonatación
Penetración H2O
RCPT Coulombios
Porque correlaciona con otros ensayos de “Durabilidad”
[Torrent et al, 2012]
14
Clasificación de la Permeabilidad kT del Recucreto
8
15
Según el Prof. P.K. Mehta (U. California @ Berkeley):
“En orden decreciente de importancia, las principales causas de deterioro de estructuras de hormigón son:
corrosión de las armaduras de acero
daño por congelación en climas fríos
acciones físico-químicas en ambientes agresivos
Hay un acuerdo general en que la permeabilidad del hormigón, más que las variaciones normales en la composición del cemento portland, es la clave de todos los problemas de durabilidad”
Principales Problemas de Durabilidad
[Mehta, 1991]
Las 3 causas aplican a los túneles de alta montaña
16
CIRSOC 201 – Clases de Exposición
Descripción de la Exposición
CIRSOC 201
ACI 318 EN 206 Túneles
Corrosión por Carbonatación A2, A3 C1 XC1, XC2, XC3, XC4 Todos
Corrosión x Cloruros Marinos M1, M2, M3 C2 XS1, XS2, XS3 Marinos
Corrosión x Otros Cloruros CL C2 XD1, XD2, XD3 A.M.
Congelación y Deshielo C1, C2 F1, F2, F3 XF1, XF2, XF3, XF4 A.M.
Ataque Químico Q1, Q2, Q3 S1, S2, S3 XA1, XA2, XA3 Muchos
Baja Permeabilidad --- P1 --- Subte BA
Reacción Álcali-Agregado OJO!
Incendio Todos
9
17
CIRSOC 201 – Requisitos de Durabilidad
Sulfatos Q3:Cmin = 380 kg/m³ (350 si protegido)
Cumpliendo estos requisitos se espera una Vida Útil de 50 años
[Torrent, 2018]
18
VU que supera 50 años y la “experiencia”
Canal Panamá 100 años
Port of Miami Tunnel 150 años
2nd Gateway Bridge, Brisbane 300 años
Puente Chacao, Chile, 100 años
Túnel S. Gotardo, Suiza 100 años
HK-ZH-M Link, China, 120 años
10
19
?
Modelación de Cl- y CO2, cuál método elegir?
Exp-Ref
20
CIRSOC 201 – Clases de Exposición
Descripción de la Exposición
CIRSOC 201
ACI 318 EN 206 Túneles
Corrosión por Carbonatación A2, A3 C1 XC1, XC2, XC3, XC4 Miami
Corrosión x Cloruros Marinos M1, M2, M3 C2 XS1, XS2, XS3
Corrosión x Otros Cloruros CL C2 XD1, XD2, XD3
Congelación y Deshielo C1, C2 F1, F2, F3 XF1, XF2, XF3, XF4
Ataque Químico Q1, Q2, Q3 S1, S2, S3 XA1, XA2, XA3
Baja Permeabilidad --- P1 ---
Reacción Álcali-Agregado
Incendio
11
21
Carbonatación en TúnelesLa concentración de CO2 aumenta con el tiempo y depende del microclima:
Condición Description CO2 ppmv
Severa Autopistas, áreas industriales o cercanas a emisiones de CO2
700 - 900
Moderada Centro ciudad, áreas urbanas de alta densidad 500 - 600Suave Áreas rurales y urbanas de baja densidad 390 - 450
Muy Severa Túneles 1000 - 1700
[fib, 2006; Salvoldi, 2010; De Fré et al, 1994; Bertolini, 2013;
= � · �
� =2 · � · ��
�
1.5 ppmv/año
Caso Real: Túnel del Puerto de Miami
Túnel del Puerto de Miami: 1’000 millones USD. VU Proyectada = 150 años
Anillos de 8 segmentos de ~ L = 4.8 m, W = 1.7 m, e = 0.6 m[Torrent et al, 2013]
13
25
Desmolde del extradós y compuesto de curado
26
Desmolde intradós (18 h) + compuesto de curado
El compuesto de curado no se aplicó al intrados!!
14
27
Curado especificado del intradós
1. Curado 72 h en los moldes
2. Desmolde a 18 h + 2 días de curado con agua
3. Desmolde a 18 h +aplicación de compuesto de curado aprobado
No aplicado dada la alta calidad del concreto:a/cm = 0.32; ASTM Type II + GGBFS + Class F PFA
188 + 236 + 47 = 471 kg/m³
Propietario (FDOT) pidió evidencias del cumplimiento de VU (150 años) antes de aceptar los 623 elementos ya producidos
28
623 elementos en vilo + demoras en el proceso de perforado del túnel $$$ + ecología
Elementos cuestionados
15
29
10 elementos de ~ = edad (4 meses) muestreados
E1 E3 E5 E7 E9
E2 E4 E6 E8 E10
72h
18h
Lona colocada 2 días antes del ensayo
30
31 (18-h) + 33 (72-h) ensayos en 2 days, ~ 6 ensayos por elemento
PermeaTORR
Medidor de humedad
Celda
Bomba
Esquema de Ensayo
Sombrillas
16
31
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
Coef. Permeabilidad al Aire kT [10-16 m²]
Fre
qu
en
cia
[-]
72 h (N=33)
18 h (N=31)
kTgm=0.027, sLOG= 0.27
kTgm=0.057, sLOG= 0.24
Análisis estadístico: Log-Normal, mismo sLOG pero KTgm significativamente diferente
32
Significado práctico de la diferencia
0.001 0.01 0.1 1 10 100
Coeff. Air-Permeability kT (10-16 m²)
Permeability Rating
E2
E1
E4
E6
Very Low Low Medium High
Tes
ted
Ele
men
t
72 h
18 h
E5
Very High
E3
E10
E8
E9
E7
kTgm=0.027
kTgm=0.057
17
33
Conclusiones
Los segmentos curados solamente 18 h mostraron valores de kTsignificativamente mayores, en términos estadísticos, que los curados 72 h.
No obstante, la diferencia no fue significativa en términosprácticos, ya que los resultados de ambas muestras cayeron en el ámbito de la misma clase de “Baja Permeabilidad”
Estimación de la profundidad de carbonatación (mm) a 150 añospor distintos métodos:
Dado que en todos los casos la carbonatación estimada << que los 76 mm de recubrimiento, la VU del intradós está asegurada.
CuradokT [10-16 m² ]
Parrott Estructuras existentes
‘Exp-Ref’
72 h (kT= 0.027) 14 38 38
18 h (kT = 0.057) 19 48 57
No se tuvo en cuenta la mayor Cs
34
Conclusiones
Los 623 segmentos ya producidos con 18 horas de curado fueron finalmente aceptados por el Propietario
No obstante, el contratista debió aplicar el compuestode curado al intradós de los elementos fabricadosposteriormente
[Torrent et al, 2013]
18
35
CIRSOC 201 – Clases de Exposición
Descripción de la Exposición
CIRSOC 201
ACI 318 EN 206 Túneles
Corrosión por Carbonatación A2, A3 C1 XC1, XC2, XC3, XC4 Naxberg
Corrosión x Cloruros Marinos M1, M2, M3 C2 XS1, XS2, XS3
Corrosión x Otros Cloruros CL C2 XD1, XD2, XD3 Naxberg
Congelación y Deshielo C1, C2 F1, F2, F3 XF1, XF2, XF3, XF4
Ataque Químico Q1, Q2, Q3 S1, S2, S3 XA1, XA2, XA3
Baja Permeabilidad --- P1 ---
Reacción Álcali-Agregado
Incendio
36
Túnel Alpino de Naxberg (Cantón Uri, Suiza)
Túnel de Naxberg (1980) sobreAutopista A2,
L = 375 m, Altitud ~1’000 msnmCerca de Wassen
19
37
Túnel Naxberg (Clima)
• Por su altitud, el túnel soporta inviernos largos y fríos• La T media anual dentro del túnel es de 8°C• Por ausencia de radiación solar, no hay variaciones
extremas diarias• Por el contrario la HR, con una media anual de 70%,
sufre fuertes variaciones diarias• Esto se debe a la influencia del fuerte viento cálido del
Sur (Föhn), que hace caer fuertemente la HR.
38
T del H
ormigón
a 10 mm
(°C)
Con
sum
o de
sal
(kg/
m²)
Túnel Naxberg (Solicitación ambiental)
[Schiegg et al, 2017b]
20
39
Túnel Naxberg (investigación in situ)
En 1990, a ~ 50 m de la salida N, se abrió un nicho de 4.0x2.5x0.18 m (LxAxE), donde se montaron 32 losetas de 0.5x0.6x0.1 m, fijadas con acero inoxidable, sellando herméticamente las juntas entre losetas.
Las losetas estabanarmadas (con acero común e ‘inoxidable’) y fueroninstrumentadas para su monitoreo.
[Schiegg et al, 2017b]
40
Túnel Naxberg (Tipos de hormigón)
CP
N;
a/c
= 0
.50
CP
N;
a/c
= 0
.35
CP
N+
CV
; a
/c =
0.5
0
CP
N+
HS
; a
/c =
0.5
0
CP
N+
EA
H;
a/c
= 0
.50
CPN; a/c = 0.50
[Schiegg et al, 2017b]
Hid
rófo
bo
21
41
Permeabilidad kT a ~2,5 (EPFL) y 3,5 años (TFB) de exposición
Extracción de testigos entre 1,5 y 13 años de exposición
Túnel Naxberg (Investigación in situ)
42
Túnel Naxberg (Permeabilidad al Aire kT)
Hi
0.001 0.01 0.1 1 10 100
Pla
ca
kTgm±sLOG (10-16 m²)
H1
H4H3H2
G1
F3F1
E1
D3D1
A2A1
Moderada Alta Muy AltaMuy Baja Baja
Hi
[Maître et al, 2002; Jacobs, 2006]
22
43
Túnel Naxberg (variables investigadas)
Periódicamente, sobre testigos o destrucción de las placas:• Profundidad de Carbonatación• Perfil de Cloruros• Corrosión de las barras de acero
[Schiegg et al, 2017b]
Se monitoreó:• Temperatura del Hormigón• T y HR dentro del túnel• Resistividad eléctrica del Hormigón• Potencial de corrosión• Intensidad de corriente de corrosión
44
Túnel Naxberg (Tasa de Carbonatación Kc)
Hi
[Schiegg et al, 2017a]
= � · �
0
1
2
3
4
5
6
A1 E3 G1 G4 H1 H3 H4
Car
bo
nat
ació
n K
c(m
m/a
½)
xc @ 13 años
10 10
5 5
2
5
17
23
45
Túnel Naxberg (Ingreso de Cloruros)
Hi
[Bisschopp et al, 2016]
0
50
100
150
200
250
300
350
A1 D1 E1 F1 G1 H1 H3
Ingr
eso
Clo
ruro
s (
kg/m
²) @ 13 años
46
Túnel Naxberg (% área corroida de barras)
[Schiegg et al, 2017a]
d = 10 mm
0
10
20
30
40
50
60
70
A1 E3 G1 G4 H1 H3 H4
Áre
a C
orr
oíd
a (%
)
@ 13 años
24
47
CIRSOC 201 – Clases de Exposición
Descripción de la Exposición
CIRSOC 201
ACI 318 EN 206 Túneles
Corrosión por Carbonatación A2, A3 C1 XC1, XC2, XC3, XC4
Corrosión x Cloruros Marinos M1, M2, M3 C2 XS1, XS2, XS3
Corrosión x Otros Cloruros CL C2 XD1, XD2, XD3
Congelación y Deshielo C1, C2 F1, F2, F3 XF1, XF2, XF3, XF4
Ataque Químico Q1, Q2, Q3 S1, S2, S3 XA1, XA2, XA3 NEAT
Baja Permeabilidad --- P1 ---
Reacción Álcali-Agregado NEAT
Incendio NEAT
Caso Real: Proyecto AlpTransit (NEAT)
25
49
Localización Geográfica
Túnel de base del Gottardo
Largo: 57 km (record)
Inversión total estimada: CHF 9’700 Millones
Duración: 1999-2017
• Proyecto ferroviarioAlptransit Gottardo
• Zürich-Milan viajeacortado en 1h
• Costo total estimadoCHF 13’200 Millones, 100% fondos públicos
50
Perfiles del Túnel y Hormigones utilizados
ø~9.40m (Faido) / ~9m (Bodio)1)
~1.90m
2 tubos paralelosEstabilización de rocas
1) Diameter of TBM was changed due to increasing pressure inside the mountain
• Shotcrete• ~200’000 m3
• Hormigón Clase B 35/25 y B 40/30
• CEM II/A-L 42.5 R, CEMII/A-D 52.5 R
Banco:• Hormigón In situ• ~100’000 m3
• Clase B 35/25• CEM II/A-L/ 42.5 R
Revestimiento:
• Hormigón In situ• ~560’000 m3
• Clase B 40/30• CEM II/A-D 52.5 R
Piso:• Hormigón In situ• ~350’000 m3
• Clase B 40/30• CEM II/A-D 52.5 R
26
51
Vista de la Planta de Faido
Planta Árido
Planta Hormigón
Clasificación Materiales
52
La cantidad de roca extraída es enorme, unos 23 mio t, de los cuales un 25% se procesan en Amsteg y Faido/Bodiopara uso en el hormigón de la obra
Procesamiento de la roca extraída del túnel
Volumen extraído
equivalente a
unas 5 pirámides
de Cheops
27
53
Rocas muy variables (algunas reactivas) a ser procesadas para su uso en los hormigones
Geólogos seleccionan la roca apta para uso como agregado
Antes del procesamientoDespués del procesamiento
Agregados procedentes de la excavación
54
Modernas Plantas de Hormigón
�2 plantas nuevas de hormigón, vinculadas directamente al sistemaferroviario de transporte
�Plantas gemelas complejas (4 mixers) que requirieron ocuparpersonal altamante capacitado
�Tres turnos de trabajo, 24 horas, 7 días a la semana
28
55
Transporte y Distribución a cargo del Constructor
El sistema de transporte estábajo control del contratista
56
Colocación del hormigón en la solera
29
57
Porqué un sistema de precalificación de mezclas?Condiciones extremas combinadas nunca antes encontradas!
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Kilometer von Erstfeld
2 km de cobertura de la rocaAltas temperaturas
Expectativa de vida útil: 100 años!
Largas distancias de transporte (hasta 20 km)
100 % del agregado proveniente de excavación
Agua fuertemente agresiva para el hormigón y acero
(SO42- y Cl-)
58
Temperatura de la roca en el túnel San Gotardo
Pronóstico
Norte Sur
Realidad
30
59
Sulfatos en el agua en el túnel San Gotardo
AnálisisPronóstico de SO4
2-
LímiteC
on
cen
trac
ión
[pp
m]
Sev
ero
Mod
erad
o
ACI 318
60
Resistencia a los Sulfatos - Concepto
Resistencia
Física
Hormigón de Baja Permeabilidad
Relación agua/cemento máxima Mínimo contenido de cemento Curado efectivo
Resistencia
Química
Cemento resistente a los sulfatos
Se desarrolló un cemento especial para el proyecto, que cumple con todos los requisitos exigidos
31
61
Determinación de la resistencia a los sulfatos
Immersión enNa2SO4 (5 %)
Medición de la expansión
Norma Suiza SIA 262/1-D
62
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Exposición [ días ]
Exp
ansi
ón
[m
m/m
]
Resistencia a Sulfatos de distintos Hormigones
4 años!!
720
32
63
Requisitos básicos de los Productos
Propiedades Hormigón OB1/OB 2
Shotcrete SB1/SB 2
Relación a/c 0.50 0.50
Resistencia temprana a 4h
a 12h
-
5 MPa
3 MPa
-
Resistencia (cubos) a 28 d.
Resistencia (núcleos) a 28 d.
45 MPa
40 MPa
-
36 MPa
Succión Capilar
Penetración de agua a presión
12 g/m2.h
-
-
25 / 20 mm
Resistencia a los Sulfatos (OB2/SB2)
(Prismas y Núcleos)
Sin deterioro a 90 días
0.5‰ (720d)
Sin deterioro a 90 días
0.5‰ (720d)
Requisitos adicionales para prevenir los efectos de la reacción álcali-árido
64
Resultados de Control – OB2 Bodio (2009)
Succión Capilar
33
65
Resultados de Control – OB2 Bodio (2009)
Resistencia a Sulfatos
66
Ensayos de resistencia al fuego a 1350°C
A B
CD
Comparación de Shotcrete con diferentes tipos de agregados
34
67
Prueba de incendio y extinción a escala real
Túnel experimental de Hagerbach
68
CIRSOC 201 – Clases de Exposición
Descripción de la Exposición
CIRSOC 201
ACI 318 EN 206 Túneles
Corrosión por Carbonatación A2, A3 C1 XC1, XC2, XC3, XC4
Corrosión x Cloruros Marinos M1, M2, M3 C2 XS1, XS2, XS3
Corrosión x Otros Cloruros CL C2 XD1, XD2, XD3
Congelación y Deshielo C1, C2 F1, F2, F3 XF1, XF2, XF3, XF4
Ataque Químico Q1, Q2, Q3 S1, S2, S3 XA1, XA2, XA3
Baja Permeabilidad --- P1 --- Subte ‘H’
Reacción Álcali-Agregado
Incendio
35
Caso Real: Línea ‘H’ Subte de Bs.As.
[Di Pace & Calo, 2008]
70
Especificación de Estanqueidad del HormigónEl hormigón usado en las estaciones y en algunosrevestimientos de túneles deben presentar una penetración máxima de 50 mm según el ensayo (EN 12390-8:2000, ‘Testing hardened concrete – Depth of penetration of water under pressure’), similar a IRAM 1554
a/c= 0.4; f’c28 = 31.5 MPa
a/c= 0.6; f’c28 = 23.0 MPa
[Villagrán Zaccardi et al, 2016]
5 atm
36
71
El Problema
Durante el avance de la excavación a profundidadescrecientes, la presión de agua freática resultó superior a lo esperado y surgieron preocupaciones sobre la estanqueidad efectiva del hormigón en las estaciones
Hubo una necesidad urgente de medir la permeabilidadreal del hormigón colocado en las estaciones y revestimiento de túneles
A esos efectos, se decidió efectuar mediciones de permeabilidad al aire kT in situ sobre varios elementosya construidos para verificar su estanqueidad.
72
Ensayos de Permeabilidad al Aire
1a ETAPA
Se efectuaron 130 mediciones de kT
(coeficiente de permeabilidad al aire) en puntos seleccionados al azar de 3 tipos de estructuras:
Soleras Vigas Canales de agua
37
73
130 resultados de kT obtenidos in situ
0.001 0.01 0.1 1 10 100
Coeff. Air-Permeability kT (10-16 m²)
Clase de Permeabilidad
N2
N1
E2
E1
E4
E3
E6
Muy Baja Baja Moderada Alta
Ele
me
nto
En
say
ado
1a Etapa
2a Etapa
E5
Muy Alta
kTgm±sLOG (10-16 m²)
Resultados decepcionantes (sólo 1 elementopresentó en promedio ‘Baja’ Permeabilidad)
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Ensayos de Permeabilidad sobre probetas
PropiedadMedida
ValorMedido
Caracterización del Hormigón
Máx. Penetraciónde Agua (mm)
47Cumple con las
especificaciones (< 50)
Permeabilidad al Aire kT (10-16 m²)
0,198Clase de Permeabilidad
‘Moderada’
Se detuvo la colocación de hormigón hasta mejorar la situación. Se rediseñó la mezcla que, ensayada sobre probetas de laboratorio, dió:
Se mejoraron las prácticas de colocación y curado y se reinició la construcción, con el objetivo de no superar kT = 0,20 (10-16 m²)
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0.001 0.01 0.1 1 10 100
Coeff. Air-Permeability kT (10-16 m²)
Clase de Permeabilidad
N2
N1
E2
E1
E4
E3
E6
Muy Baja Baja Moderada Alta
Ele
men
toE
ns
aya
do
1a Etapa
2a Etapa
E5
Muy Alta
kTgm±sLOG (10-16 m²)
27 nuevos resultados de kT obtenidos in situ
Sólo 2 de los 27 resultados de la 2a
Etapa superaron el límite buscado de 0,20 10-16 m², resultando en una mejora significativaen la estanqueidad.
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Línea ‘H’ inaugurada en Set. 2007.
Después de 4 años bajo presiónde agua, no se registraron percolaciones
Comentarios Finales
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Cómo alcanzar alta durabilidad en túneles? Resistencia a la corrosión:• Especificación por prestaciones (modelación > 50 años)• Diseño correcto de la mezcla• Técnicas de ejecución adecuadas, eventualmente
usando Hormigones Especiales (Autocompactantes, Autocurantes)
• Tratamientos superficiales: hidrófobos, barreras al CO2, membranas permeables de encofrado, selladores de poros (p.ej. cristalización)
• Colocación precisa de las armaduras, correctamente fijadas
• Inhibidores de corrosión• Aceros de alta resistencia a la corrosión (‘inoxidables’)• Armaduras no metálicas (problemas propios de
durabilidad)
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Cómo alcanzar alta durabilidad en túneles? Control de Fisuras:• Hormigones de retracción compensada• Hormigones con fibras• Hormigones conteniendo bacterias que facilitan la
‘cicatrización’ de fisuras
Resistencia al Fuego:• Uso de fibras sintéticas en hormigones ‘impermeables’
Ensayos de Precalificación!!! Especificaciones por prestaciones en Laboratorio e in situ
Temas de un posible futuro Webinar!!
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La Durabilidad de las Estructuras de Hormigón es un tema que afecta y debe preocupar a toda la Industria de la Construcción
Proyectista Contratista
Proveedores de Materiales
Propietario/Usuario
SOCIEDAD
Conclusiones
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• Bertolini, L., Elsener, B., Pedeferri, P., Redaelli, E. and Polder, R. (2013), "Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair", John Wiley & Sons, 475 p.
• Bisschop, J., Schiegg, Y. and Hunkeler, F. (2016). "Modelling the corrosion initiation of reinforced concrete exposed to deicing salts". Bundesamt für Strassen, Report No. 676, February, 91 p.
• BS 1881-204 (1988). “Testing concrete. Recommendations on the use of electromagnetic covermeters”.
• DBV (2002). "Merkblatt Betondeckung und Bewehrung. Sicherung der Betondeckung beim Entwerfen, Herstellen und Einbauen der Bewehrung sowie des Betons“, DBV Merkblatt, Juli, 32 p.
• De Fré, R., Bruynseraede, P. and Kretzschmar, J.G. (1994), " Air pollution measurements in traffic tunnels", Environ. Health Perspect. 1994 October; 102(Suppl 4): 31–37.
• Di Pace G. and Calo D.(2008). “Assessment of concrete permeability in tunnels”, SACoMaTIS2008, v1, 327-336.
• fib (2006), " Model Code for Service Life Design", fib Bulletin 34, 116 p.
• Jacobs, F. (2006). “Luftpermeabilität als Kenngrösse für die Qualität des Überdeckungsbetons von Betonbauwerken” (in German), Office Fédéral Suisse des Routes, Rapport n. 604, September, 100 p.
• Maître, M. (2002). "Tunnel de Naxberg - Perméabilité à l’air du béton d'enrobage (méthodeTorrent)", EPFL, Rapport d'essais n° MCS 02.09-01, Lausanne, Nov., 9 p.
• Mehta P.K. (1991). “Durability of Concrete – Fifty Years of Progress?”, ACI SP-126, Vol. I, 1-30.
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Referencias
41
81
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• Torrent, R.J. (2018). “Bridge durability design after EN standards: present and future”. Struct. & Infrastruct. Engng., DOI: 10.1080/15732479.2017.1414859, 14 p.
• Torrent, R., Armaghani, J. and Taibi, Y. (2013). "Evaluation of Port of Miami Tunnel Segments: Carbonation and service life a-site air“. Concr. Intern., May, 39-46
• Torrent, R., Denarié, E., Jacobs, F., Leemann, A. and Teruzzi, T. (2012). "Specification and site control of the permeability of the cover concrete: the Swiss approach", Materials and Corrosion , v63, n 12, December,1127–1133.
• Tuutti, K. (1982). “Corrosion of steel in concrete”. Research report No.4.82. Swedish Cement and Concrete Research Institute (CBI), Stockholm.
Referencias