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Title

Análisis de la variación de propiedades termo físicas del hormigón expuesto a procesos de alta temperatura

AuthorsGonzález Gil, Jesús
AdvisorAlonso, M. Cruz
Issue Date2019
PublisherUniversidad Politécnica de Madrid
Abstract[ES]: El sector energético hace uso de estructuras de grandes dimensiones para el trasporte de energía, como en centrales geotérmicas, nucleares o termosolares. Dichas estructuras están fabricadas comúnmente de hormigón, que debe estar expuesto a elevadas temperaturas durante tiempos prolongados en su vida en servicio. El presente proyecto se centra en la identificación de los procesos fisicoquímicos que se producen en el hormigón sometido a ciclos de fatiga térmica a alta temperatura. Para ello se empleó un hormigón capaz de soportar dichas condiciones basado en cemento de aluminato de calcio. Se estudiaron los cambios inducidos por las altas temperaturas en las propiedades térmicas y eléctricas del hormigón, trabajando con distintos tipos de árido y presencia de fibras de polipropileno. Se evaluó la evolución de la resistencia eléctrica y conductividad térmica con la temperatura, así como su relación con la pérdida de masa. Se identificaron los procesos de pérdida de agua libre y deshidratación de la pasta de cemento, estableciendo una relación con la variación de dichas propiedades a elevada temperatura. Ante la dificultad que conlleva el estudio del hormigón a alta temperatura, además de la inexistencia de un método estandarizado de medida de resistencia eléctrica y conductividad térmica, se diseñaron protocolos para la toma de valores. El trabajo concluye con la determinación de la resistencia eléctrica del hormigón como método para evaluar su secado, mediante su relación con la pérdida de agua libre. Se identificaron los procesos más importantes que sufre el hormigón a temperatura elevada con la disminución de la conductividad térmica.
[EN]: Energy sector makes use of large dimensions structures in energy transport, such us nuclear, geothermal or thermosolar plants. These structures are commonly made of concrete, which must be exposed to long time periods high temperatures during its service life. This project focuses on the identification of physicochemical processes produced in concrete under thermal fatigue cycles at high temperature conditions. In order to achieve those conditions, a calcium aluminate cement was employed. Changes induced by high temperatures in the thermal and electrical properties of concrete were studied, working with different types of aggregate and presence of polypropylene fibers. The evolution of electrical resistance and thermal conductivity with temperature was evaluated, as well as its relationship with mass loss. Free water loss and dehydration of cement paste processes were identified, stablishing a relationship with the variation of these properties at high temperature. Because of difficulty in the high temperature behaviour of concrete study, and the absence of a standardized method of measuring electrical resistivity and thermal conductivity, protocols were designed for values collection. The project concludes with the determination of the concrete’s electrical resistance as a method to evaluate its drying, through its relationship with free water loss. The most important processes suffered by concrete at high temperatures were identified, obtaining lower values of thermal conductivity.
DescriptionGrado de Ingeniero de Materiales.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/215063
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