Estudio de la resistencia a penetración superficial en probetas de mortero de cemento en sus tres estados principales

Abstract

La dureza superficial es una característica esencial en los morteros de cemento que representa la resistencia a la penetración superficial, al rayado o a la abrasión, además de estar relacionada directamente con la resistencia a compresión, propiedad esencial para la caracterización de este material ampliamente utilizado en obra. La resistencia a los ataques mecánicos afecta a la durabilidad de los edificios, lo que redunda en un impacto a largo plazo aumentando su vida útil de las unidades de obra realizadas con este material. Un mejor desempeño del mortero en esta característica puede favorecer la consecución de unidades de obra más duraderas, pudiendo reducir la huella de carbono embebido que estos elementos cementicios albergan y que supone un verdadero reto para el sector. En este trabajo inicial se presentan los resultados extraídos de los ensayos de resistencia a la penetración Shore D realizados sobre veintiocho probetas de mortero, de las cuales catorce se han elaborado utilizando CEM I y el resto con CEM II, dos tipologías ampliamente utilizadas. Todas ellas han sido sometidas a procesos de secado en horno para adquirir su peso seco y procesos de saturación para recopilar su peso saturado, además del ya existente a temperatura ambiente. Con estos datos y otros complementarios, se ha podido estudiar y cuantificar las variaciones de resistencia dependiendo de la tipología de conglomerante utilizado y del estado en el que se encuentra la probeta (seca, ambiente y saturada). Los estudios preliminares en las probetas de CEM I muestran porcentajes de reducción de estas en torno al 4% al aumentar el contenido de agua en el estado saturado, mientras que en estado seco el aumento es de un 7%. Por otra parte, las probetas elaboradas con CEM II muestran porcentajes similares en estado seco, en torno a un 7% de aumento, mientras que la reducción de resistencia es más acusada, rondando un 6%. En definitiva, se ha estudiado la variabilidad del parámetro de resistencia a la penetración superficial de los dos tipos de cemento más utilizados hasta los últimos años en el sector de la edificación. Además, se ha analizado la relación entre la cantidad de agua que se encuentra en las probetas y la resistencia medida en los tres estados en los que se han realizado los ensayos a las probetas.

Surface hardness is an essential characteristic in cement mortars, representing resistance to surface penetration, scratching or abrasion, as well as being directly related to compressive strength, an essential property for the characterization of this material, which is widely used in construction. Resistance to mechanical attack affects the durability of buildings, resulting in a long-term impact by increasing the service life of construction units made with this material. Improved mortar performance in this characteristic may contribute to achieving more durable construction units, potentially reducing the embodied carbon footprint contained in these cementitious elements, which represents a real challenge for the sector. This initial study presents the results obtained from Shore D penetration resistance tests carried out on twenty-eight mortar specimens, fourteen of which were produced using CEM I and the remainder using CEM II, two widely used cement types. All specimens were subjected to oven-drying processes to obtain their dry weight and saturation processes to record their saturated weight, in addition to the existing weight at room temperature. With these data and other complementary data, it has been possible to study and quantify the variations in resistance depending on the type of binder used and the condition of the specimen: dry, ambient and saturated. Preliminary studies on the CEM I specimens show reductions of around 4% when the water content increases in the saturated state, whereas in the dry state there is an increase of 7%. On the other hand, the specimens made with CEM II show similar percentages in the dry state, with an increase of around 7%, while the reduction in resistance is more pronounced, at around 6%. In short, the variability of the surface penetration resistance parameter has been studied for the two types of cement most widely used in the building sector until recent years. In addition, the relationship between the amount of water present in the specimens and the resistance measured in the three states in which the tests were carried out has been analysed.