Scielo RSS <![CDATA[Revista ingeniería de construcción]]> http://www.scielo.cl/rss.php?pid=0718-507320170002&lang=en vol. 32 num. 2 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.cl/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.cl <![CDATA[Alkaline activation of different aluminosilicates as an alternative to Portland cement: alkali activated cements or geopolymers]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000200001&lng=en&nrm=iso&tlng=en El cemento Portland es considerado el material de construcción por excelencia ya que, a día de hoy, no hay ningún conglomerante que posea la aceptación que posee este material. Esto es debido, principalmente, a sus buenas prestaciones, a su buena relación calidad/precio y a que las materias primas a partir de las cuales se fabrica pueden encontrarse prácticamente en todo el mundo. Sin embargo, el desarrollo de cementos alternativos al cemento Portland que se obtengan a través de procesos que supongan menores emisiones de gases contaminantes a la atmósfera y con un apreciado ahorro energético, constituye una línea de investigación prioritaria y de gran interés a escala mundial. Dentro de estos materiales alternativos se encuentran aquellos que proceden de la activación alcalina de aluminosilicatos naturales (arcillas) y/o subproductos industriales, como son las escorias de alto horno o las cenizas volantes. Estos cementos y hormigones activados alcalinamente se caracterizan por presentar bajos calores de hidratación, elevadas prestaciones mecánicas y buena durabilidad frente a diferentes agresivos químicos y físicos, además de no requerir en su elaboración los elevados consumos energéticos que son inherentes al proceso de fabricación de los cementos Portland. Sin embargo, aún no se puede decir o establecer que los cementos alcalinos se basan en una química limpia con el medioambiente, ya que los procesos de producción de las disoluciones alcalinas tales como los silicatos sódicos, emiten grandes cantidades de CO2 a la atmósfera además de ser un proceso costoso. El objetivo de éste trabajo es realizar un viaje en el tiempo hacia los orígenes de la activación alcalina para tratar de explicar mejor sus conceptos y características más importantes.<hr/>Portland cement is considered an excellence building material. This is due mainly to its high performance, its good quality/price ratio and the raw materials from which it is made can be found almost everywhere in the world. However, the development of alternative Portland cements obtained through processes involves lower emission of CO2 into the atmosphere is a priority research and great interest worldwide. Alkaline activation constitutes an alternative to Portland cement, preferably amorphous or vitreous aluminosilicates and alkaline activator (such as NaOH, Na2CO3 or sodium silicates hydrates). The aluminosilicates may be natural products such as metakaolin or industrial by-products such as blast furnace slag or aluminosiliceous fly ash. These cements and concretes obtained by alkali-activating aluminosilicates are characterised by high mechanical strength, low heat of hydration and high impermeability, as well as resistance to high and low temperatures and sulphate, seawater and acid attacks. Moreover, the preparation of these alkaline cements requires lower energy than in the manufacturing process of Portland cement. However, we still cannot say or establish that alkaline cements (alkali activated materials or geopolymers) are based on a clean chemical to the environment, due to production processes of alkaline solutions such as sodium silicates emit large amounts of CO2 into the atmosphere. This article aims to make a trip back in time to the origins of the alkali activation to explain the most characteristic and important chemical concepts. <![CDATA[<strong>Pozzolanic reactivity of kaolin clays, a review</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000200002&lng=en&nrm=iso&tlng=en Las puzolanas han demostrado ser adiciones minerales muy eficientes en la industria del concreto porque ayudan a reducir el impacto ambiental en la fabricación del cemento, mejoran propiedades físicas, químicas y mecánicas de las mezclas y en general ayudan a reducir costos. Las arcillas calcinadas han sido reconocidas como muy buenas puzolanas ya que estas generan en los morteros incrementos en la durabilidad, control de la reacción álcali - sílice y aumento de resistencia a compresión; sin embargo, los datos reportados por los diferentes autores, muestran una variabilidad tan amplia que hace complejo su modelamiento. En este sentido, a partir de la revisión de literatura científica, se muestra la relación entre las características morfológicas, los tratamientos térmicos y la composición mineralógica de arcillas primarias y secundarias (sedimentarias) con su reactividad puzolánica; así como con los métodos químicos, térmicos y mecánicos que permiten el mejoramiento de dicha reactividad.<hr/>Pozzolans have demonstrated to be highly efficient mineral additions in the concrete industry, because they reduce the environmental impact generated by the cement manufacture, improve the physical, chemical and mechanical properties of blends, and reduce costs. Calcined clays have been recognized as very good pozzolans, because they improve the durability and compressive strength of mortars and concretes. However, data reported by different authors show a very high variability that makes its modelling difficult. In the same way, and based on a review of the scientific literature, the relationship between morphologic characteristics, thermal treatments and mineral composition of clays and its pozzolanic reactivity is shown; as well as with the chemical, thermal and mechanical methods for improving that reactivity. <![CDATA[<strong>Seismic performance of rammed earth town halls reinforced with confinement wooden elements</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000200003&lng=en&nrm=iso&tlng=en Existen pocos estudios del comportamiento de estructuras históricas en adobe y tapia pisada en Latinoamerica, lo que ha contribuido al deterioro de estas construcciones, que son patrimonio arquitectónico y cultural. Colombia tiene el 90% de sus edificios patrimoniales en tierra y la mayoría de ellos están ubicadas en zonas riesgo sísmico alto e intermedio. Las casas consistoriales de la época colonial (casas de ayuntamiento hechas en adobe o tapia pisada) son parte de este patrimonio arquitectónico Colombiano y aún se conservan 11 de estas casas en el Departamento de Cundinamarca. Este artículo, presenta los resultados de un estudio desarrollado por los grupos de investigación GRIME y Estructuras & Construcción, donde el objetivo fue estudiar un método de rehabilitación de casas consistoriales de tapia pisada mediante maderas de confinamiento. La investigación se basó en pruebas en mesa vibratoria sobre modelos a escala 1:20, con y sin refuerzo en maderas de confinamiento. Los resultados sugieren que el modelo reforzado tuvo menores desplazamientos sísmicos (69% menos que el modelo sin refuerzo) y que las maderas de confinamiento disminuyeron la fisuración y el agrietamiento de los muros de tapia pisada.<hr/>There are few studies on the behavior of historic structures of adobe and rammed earth in Latin America, which has contributed to the deterioration of these buildings, which are part of our architectural and cultural heritage. Colombia has 90% of its heritage buildings made of earth and most of them are located in high and intermediate seismic risk zones. The town halls of the colonial era (made of adobe or rammed earth) are part of this Colombian architectural heritage and still kept 11 of these houses in the Department of Cundinamarca. This article presents the results of a study conducted by research groups GRIME and Estructuras & Construcción, where the objective was to study a method of rehabilitation of town halls of rammed earth through confinement wooden elements. The research is based on shake table tests on scale models (1:20), with and without reinforcement with confinement wooden elements. The results suggest that the reinforced model had less seismic displacements (69% less than the model without reinforcement) and that the wooden confinement elements diminishes the cracking of the rammed earth walls. <![CDATA[<strong>Study of fatigue performance in a pavement concrete mix reinforced with steel fibers</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000200004&lng=en&nrm=iso&tlng=en El comportamiento en ensayos de fatiga por flexión de concretos que contienen fibras metálicas no ha sido ampliamente estudiado. Por esta razón, se planteó este estudio para determinar el efecto de la incorporación de fibras metálicas en concretos para pavimentos en ensayos de fatiga por flexión. Se diseñó una mezcla de concreto con módulo de rotura de 4.1 MPa a 28 días, a la cual se le dosificaron fibras metálicas de 35 mm de largo y 0.5 mm de diámetro en tres proporciones: 20 kg/m3, 40 kg/m3 y 80 kg/m3 y se dejó una sin adición correspondiente a la mezcla de control. Los ensayos de fatiga se realizaron sobre 68 especímenes de 100 x 100 x 350 mm, a una frecuencia de 8 Hz, se aplicaron esfuerzos entre el 80% y 90% del módulo de rotura de cada mezcla. Con la distribución de probabilidad Weibull se calcularon las curvas de fatiga con diferentes probabilidades de falla. En los rangos de esfuerzos estudiados, la vida de fatiga no aumenta para contenido de fibras de 20 kg/m3 y aumenta un 6% para 40 kg/m3 (0.5%) y 25% para 80 kg/m3 (1%) comparado con la mezcla control.<hr/>The behavior in flexural fatigue tests of concrete containing metal fibers has not been extensively studied. Therefore, this study aims at determining the effects of incorporating metal fibers in concrete paving on flexural fatigue tests. A concrete mix was designed with modulus of rupture of 4.1 MPa at 28 days, which was added with steel fibers of 35 mm long and 0.5 mm in diameter in 3 proportions: 20 kg/m3, 40 kg/m3 and 80 kg/m3 and left to a non-corresponding control mixture addition. Fatigue tests were performed on 68 specimens of 100 x 100 x 350 mm, at a frequency of 8 Hz, and stresses between 80% and 90% of the modulus of rupture of each mixture. The Weibull probability distribution was used to calculate the fatigue curves with different failure probabilities. For the stress ranges studied, the fatigue life did not increase in the mix with fiber content of 20 kg/m3, but it did increase by 6% to 40 kg/m3 (0.5%) and 25% to 80 kg/m3 (1%), compared with the control mixture. <![CDATA[<strong>Flexural mechanical properties of steel fiber reinforced concrete under corrosive environments</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000200005&lng=en&nrm=iso&tlng=en En este artículo se evalúa la influencia de dos ambientes corrosivos a corto plazo, y de la dosificación de fibras sobre el desempeño a flexión del concreto reforzado con fibras de acero, CRFA. El programa experimental comprendió el ensayo de 54 especímenes de concreto reforzado con fibras de acero que tienen relación longitud/diámetro de 65 y dosificaciones de fibras de 30 kg/m3 y 60 kg/m3. En cuanto a los ambientes corrosivos, cilindros y vigas fueron sometidos a la acción de un medio acuoso y un medio de solución NaCl al 3.5%, por un periodo de 60 días. Los resultados fueron comparados con aquellos cilindros y vigas que permanecieron en condiciones inalteradas. Para dicho tiempo de exposición que corresponde a la fase de iniciación de la corrosión, se observó que los iones cloruro presentes en el medio salino (NaCl al 3.5%) ocasionan degradación en el desempeño mecánico del concreto con fibras de acero, por ejemplo, pérdida aproximada del 10% en la resistencia a flexión y disminución del 11% de la tenacidad en flexión. No obstante para la fase de iniciación de la corrosión, la exposición al medio salino provoca un incremento de la capacidad de deflexión del CRFA que puede mejorar su ductilidad y la capacidad de adherencia entre la matriz y las fibras de acero embebidas. Finalmente, se han propuesto ecuaciones que permiten describir el efecto de ambientes acuosos y salinos en la fase de iniciación de la corrosión sobre el CRFA sometido a esfuerzos de flexión.<hr/>The influence of two corrosive environments at a short term and the fiber dosage on the flexural performance of steel fiber reinforced concrete, SFRC, is assessed in this paper. The experimental program comprised the tests of 54 SFRC specimens having steel fibers characterized by a length/diameter ratio of 65 and fiber dosages of 30 and 60 kg/m3. Regarding the corrosive environments, cylinders and beams were subjected to the action of a watery environment and to an environment of 3.5% NaCl solution (chloride ion) during a period of 60 days. The results were compared with those of cylinders and beams kept in unaltered conditions. For this exposure time that is equivalent to the corrosion initiation phase, it was observed that chloride ions of 3.5% NaCl solution cause degradation in mechanical performance of SFRC; for instance, loss of flexural strength of roughly 10% and reduction of flexural toughness equal to 11%. However, saline exposure caused an increase of the deflection capacity of SFRC for the initiation phase of corrosion, which can improve its ductility and bond capacity between the matrix and embedded steel fibers. Finally, equations have been proposed to describe the effect of watery and saline environments in the initiation phase of corrosion on CRFA subjected to bending stresses. <![CDATA[<strong>Analysis of the state of the art of open innovation</strong>: <strong>Practical implications in engineering</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000200006&lng=en&nrm=iso&tlng=en El artículo tiene por objetivo, definir el estado del arte de la Innovación Abierta (IA) mostrando su aplicación en un caso concreto. La metodología utilizada consistió en una revisión crítica de los principales fundamentos teóricos presentados en el punto estado del arte, del concepto de IA, su evolución y aplicación. El concepto de IA y su aplicación es una materia que se da en la práctica, donde no se han determinado las metodologías que permitan decidir el mecanismo de aplicación que mejor se adapte a la organización. El documento posee cuatro secciones. La primera discute la evolución del concepto de IA. La segunda clasifica este concepto, a continuación en la tercera se disponen los campos de aplicación específicos y sus principales mecanismos o herramientas de aplicación, ejemplos de aplicación y al finalizar en la última se entregan las conclusiones y aportes sobre posibles futuros estudios.<hr/>The article aims to describe, identify and classify application forms for Open Innovation, delivering specific cases for its justification. The methodology consisted of a critical review of the main theoretical fundamentals presented in the statement about art, the concept of Open Innovation, its evolution and application. The concept of Open Innovation and its implementation is a matter that occurs in practice, where methodologies have not been determined to define the application mechanism that best suits the organization. The document has four sections. The first discusses the evolution of the concept of Open Innovation. The second classifies this concept, then in the third we present specific application fields and its main mechanisms or application tools, application examples and at the end of the last section findings and input on prospective studies are delivered. <![CDATA[<strong>Elements for numerical simulation of wind time series</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000200007&lng=en&nrm=iso&tlng=en Las características dinámicas de las tipologías estructurales determinan los métodos que deben emplearse para el análisis y diseño ante cargas ecológicas como el viento. En algunas estructuras, el efecto de la energía contenida en secuencias de ráfagas debe ser atendido, fundamentalmente los componentes fluctuantes de las ráfagas que entran en resonancia con ellas. Frente a estos casos los métodos dinámicos en el dominio del tiempo son empleados con frecuencia. La simulación numérica para generar las series temporales de velocidad que serán procesadas como cargas en las estructuras, es una herramienta que ha tenido amplia evolución y aplicación. El objetivo de este estudio es realizar un análisis bibliográfico para determinar los parámetros del viento necesarios, con énfasis en las zonas propensas a la ocurrencia de huracanes, para la simulación de las series temporales así como los métodos numéricos existentes.<hr/>Dynamic characteristics of structures determine the methods to be used for their analysis and design against environmental loads such as wind. In some structures, the effect of the energy contained in gusts sequences must be attended, emphasizing the fluctuating components of the gusts that resonate with them. In these cases, dynamic methods in time domain are frequently used. Numerical simulation of wind loads is a tool that has been widely developed and applied. The aim of this study is to perform a literature review to determine the necessary parameters for simulating wind time series as well as the existing numerical methods for this purpose, emphasizing in tropical cyclone-prone region.