Microestructura Flashcards
Generalidades
-Microestructura muy heterogenia y compleja
-No esta estudiado al completo la relación microestructura-propiedades
-El procesamiento puede alterar la microestructura, propiedades y performance
Niveles de la estructura
Macro nivel: Estructura
Maso nivel: Un testigo (probeta) lo vemos con los ojos
Micro nivel: Microestructura(lo que estudiamos)
los 3 componentes del hormigon
Pasta cemento hidratada, agregados y zona de interface
Influencia en propiedades del H de la fase agregada
Peso
Modulo de elasticidad
Estabilidad dimencional
No influye directamente en la resistencia
Características de la fase agregada
Tamaño
Forma y textura
Volumen y distribución poros
Que vemos sin ayuda de tecnologia
hasta 200 micrones
Se ve Fase agregado y Fase pasta
Forma y superficie del agregado
A mayor tamaño y alta proporcion de particulas alargadas y planas, mayor acumulacion de agua y se debilita la interface, provocando perdida de adherencia y resistencia
Componentes fase pasta
Hidrato de silcato de calcio C-S-H (50-60)
Hidroxido de calcio C-H (20-25)
Sulfoaluminato de calcio hidratado(15-20)
Granos de Clinker sin hidratar
Vacios en la pasta
Hidrato de
silicato de calcio
DETERMINA LAS PROPIEDADES DE LA PASTA.
Relación A/C entre 1,5-2 y su contenido estructural de agua varia aún más.
Hidroxido de calcio
La morfología es afectada por el espacio disponible, la temperatura de hidratación, y las impurezas del sistema. La tensión potencial que aporta es limitada por el área.
Sulfoaluminato
de calcio hidratado
Menor importancia en las relaciones propiedad-microestructura.
La presencia de los hidratos de monosulfato de cemento portland hace que el hormigón sea vulnerable al ataque de los sulfatos.
Granos de Clinker sin hidratar
Su presencia depende de la distribución, del tamaño de la partícula de cemento anhidro, y del grado de hidratación
Vacios
Si estan hidratados no afectan sus propiedades
importancia del espacio interlaminar en el C-S-H
el agua en estos vacíos puede contribuir a la contracción por secado y la fluencia en ciertas condiciones debido a los puentes de hidrógeno.
¿Qué son los vacíos capilares y cómo afectan a la pasta de cemento hidratada?
Los vacíos capilares son espacios no ocupados por los componentes sólidos de la pasta de cemento hidratada. El tamaño de los vacíos capilares varía según la relación agua/cemento y el grado de hidratación del cemento, oscilando entre 10 nm y 50 µm. Los macroporos (mayores de 50 nm) influyen en la fuerza y la impermeabilidad, mientras que los microporos (menores de 50 nm) afectan la contracción por secado y la fluencia.
¿Cuál es la diferencia entre los vacíos de aire y los vacíos capilares en la pasta de cemento hidratada?
Mientras que los vacíos capilares son irregulares y de tamaño variable, las burbujas de aire suelen ser esféricas y se introducen en la pasta de cemento durante el mezclado del hormigón, a veces de forma intencionada mediante aditivos. Estas burbujas pueden tener longitudes de hasta 3 mm y diámetros que van desde 50 hasta 200 µm, mucho mayores que los poros capilares. Los vacíos de aire pueden causar efectos adversos significativos en la resistencia del hormigón.
¿Cómo influye la distribución de poros en las propiedades de una pasta de cemento endurecido?
La distribución de poros controla la resistencia, permeabilidad y volumen de cambios en una pasta de cemento endurecido. Esta distribución se ve afectada por la relación agua-cemento y la edad de hidratación. Los poros grandes influyen principalmente en la resistencia a la compresión y la permeabilidad, mientras que los poros pequeños afectan la contracción por secado y la fluencia.
¿Cómo se clasifica el agua en la pasta de cemento hidratada y cuál es su impacto en la contracción?
El agua se clasifica en Agua de Interfase, Agua Capilar, Agua Absorbida y Agua Químicamente Combinada. La contracción está asociada principalmente a la pérdida de agua de la interfase y el agua absorbida.
¿Qué papel juega la porosidad en la resistencia de la pasta de cemento hidratada?
La porosidad afecta la resistencia: a menor porosidad, mayor fuerza. Los huecos son perjudiciales para la resistencia debido a la relación inversa entre porosidad y fuerza en los sólidos.
¿Qué tipo de agua contribuye principalmente a la contracción de la pasta de cemento hidratada?
El agua absorbida, que se encuentra cerca de la superficie sólida y puede estar físicamente retenida por puentes de hidrógeno, es la responsable de la contracción de la pasta de cemento hidratada al perderse.
¿Qué factores influyen en la resistencia de la pasta de cemento hidratada?
La resistencia está influenciada por la porosidad y la relación agua/cemento. Además, las fuerzas de atracción de Van der Waals entre los sólidos también contribuyen a la resistencia de la pasta de cemento hidratada.
Interface matriz agregada
Es una región de 10 a 50 µm de espesor alrededor de las partículas de agregado grueso. Generalmente es más débil que las fases agregado y pasta. Define las propiedades mecánicas del hormigón(seria como la primer area entre la fase agragado y pasta)
¿Cómo evoluciona la interfase matriz-agregado durante el proceso de hidratación del cemento?
A medida que avanza la hidratación, el C-S-H, la segunda etapa de la ettringita y el C-H llenan los espacios vacíos, mejorando la densidad de la interfase matriz-agregado.
¿Qué son las microfisuras en el hormigón y cómo se desarrollan?
Las microfisuras son pequeñas grietas existentes en la interfase del hormigón. Se desarrollan debido a cargas de impacto a corto plazo, secado, contracción y cargas sostenidas en altos niveles de tensión.
¿Qué factores influyen en la formación y cantidad de microfisuras en el hormigón?
La cantidad de microfisuras depende del tamaño total y la clasificación de los agregados, contenido de cemento, relación agua-cemento, grado de consolidación del hormigón fresco, condiciones de curado, humedad del medio ambiente y la historia térmica del hormigón.
¿Cómo afecta la microfisuración a la permeabilidad del hormigón y qué consecuencias tiene para el hormigón armado?
La microfisuración en la interfase puede aumentar la permeabilidad del hormigón, lo que puede provocar corrosión del acero en el hormigón armado
¿Cuál es el comportamiento elástico de los módulos Elasticidad del agregado y la pasta de cemento hasta la falla?
Los módulos Elasticidad del agregado y la pasta de cemento exhiben un comportamiento elástico lineal hasta la falla.
¿Qué tipo de respuesta se observa en la tensión-deformación del hormigón en relación con el agregado y la pasta de cemento?
La tensión-deformación del hormigón muestra una respuesta elástica entre el agregado y la pasta de cemento.
¿Por qué se afirma que el hormigón no tiene un comportamiento lineal hasta su rotura?
El hormigón no tiene un comportamiento lineal hasta su rotura debido a que toma la deformación de la interfaz entre el agregado y la pasta de cemento, lo que implica un comportamiento no lineal antes de la rotura.
¿Qué ocurre con las microfisuras a medida que el hormigón sigue bajo carga?
Las microfisuras continúan propagándose a medida que el hormigón sigue bajo carga.
¿Cómo evoluciona la zona de interfaz a medida que la carga aumenta?
A medida que la carga aumenta, la zona de interfaz sigue adaptándose, pero las microfisuras comienzan a trasladarse y propagarse por toda la matriz.
¿Qué factores afectan la fuerza de la zona de interfaz?
La fuerza de la zona de interfaz en cualquier punto depende del volumen y tamaño de los huecos presentes, y con el aumento de la edad, puede llegar a ser igual o incluso mayor que la resistencia del mortero debido a la disminución del tamaño de los huecos.
¿Cuál es el papel de la zona de interfaz en la resistencia a la rotura del hormigón?
La zona de interfaz se considera el eslabón más débil y la fase de fuerza limitante en el hormigón, ya que falla a un nivel de tensión considerablemente menor que cualquiera de los dos componentes principales.
¿Cómo se comportan los componentes del hormigón durante un ensayo de compresión simple?
Los componentes del hormigón, como el agregado y la pasta de cemento hidratada o mortero, generalmente siguen siendo elásticos hasta la fractura en un ensayo de compresión simple, mientras que el hormigón en sí muestra un comportamiento inelástico.
¿Cómo puede el uso de humo de sílice mejorar las propiedades del hormigón?
El humo de sílice, como adición, reduce la porosidad debido al efecto geométrico y la cantidad de CH (hidróxido de calcio) debido a su reacción puzolánica, lo que resulta en una mayor compacidad del hormigón.
¿Qué mejoras se pueden lograr al utilizar agregado con superficie áspera y controlar el contenido de agua?
Utilizar agregado con superficie áspera y controlar el contenido de agua puede mejorar la adherencia entre la pasta de cemento y el agregado, así como reducir la segregación y la exudación del hormigón, lo que contribuye a una mejor calidad y durabilidad del mismo.
¿Cuál es el efecto de aumentar el porcentaje de agregado fino en relación con el agregado grueso?
Aumentar el porcentaje de agregado fino en relación con el agregado grueso aumenta la demanda de agua en la mezcla de hormigón. Esto puede influir en las propiedades del hormigón fresco, como su trabajabilidad, y también en las propiedades del hormigón endurecido, como la resistencia y la durabilidad.
