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Ensayo CDF: Determinación, conforme a la norma, de la resistencia del hormigón a las heladas y a la sal de deshielo

El ensayo CDF, acrónimo de «Capillary suction of De-icing chemicals and Freeze-thaw test» (succión capilar de productos anticongelantes y ensayo de congelación-descongelación), es un método de referencia europeo conforme a la norma CEN/TS 12390-9. Junto con la ficha técnica del BAW y la norma DIN SPEC 91167, este ensayo sirve para el control de calidad en el sector de la construcción. Se determina la resistencia de la superficie del hormigón frente a la pérdida de masa provocada por las condiciones climáticas. Las estructuras de hormigón están sometidas en invierno a un fuerte desgaste debido a la succión capilar de soluciones de sal de deshielo y a las posteriores fases de heladas.

La evaluación exacta de la prueba CDF requiere la separación completa de las partículas de hormigón desprendidas por las heladas de la superficie de la muestra. Dado que los métodos mecánicos dañan la estructura intacta y falsean los resultados de las mediciones, las normas de ensayo exigen obligatoriamente el uso de ultrasonidos. Los baños de ultrasonidos de alto rendimiento de BANDELIN proporcionan la frecuencia de trabajo y la potencia de cavitación necesarias para separar estas partículas de la probeta de acuerdo con la normativa. De este modo, la pérdida de masa real puede medirse de forma fiable para el análisis de laboratorio.

Para obtener informes de ensayo fiables en el laboratorio de materiales de construcción, es necesario disponer de equipos que cumplan con las normas. Determine cuál es la tecnología de ultrasonidos más adecuada para las capacidades de ensayo que tiene previstas.

Separación de partículas sin contacto en el líquido de ensayo

Las especificaciones normativas de la norma CEN/TS 12390-9 y de la hoja técnica del BAW definen el ciclo de ensayo en exactamente 28 ciclos de congelación-descongelación. Tras esta fase de exposición estandarizada en una solución de cloruro de sodio al 3 %, se acumulan partículas sueltas en la superficie de la muestra. Para realizar un análisis correcto, estos componentes deben eliminarse por completo y pesarse. Los métodos mecánicos dañan la estructura intacta del hormigón y falsean la pérdida de masa determinada. Por lo tanto, las directrices de ensayo exigen el uso de ultrasonidos para desprender sin contacto los componentes desgastados por la intemperie.

Para esta irradiación indirecta, el baño de ultrasonidos se llena con agua del grifo. Para reducir la tensión superficial del agua y acelerar la desgasificación, se añaden preparados que contienen tensioactivos, como, por ejemplo, TICKOPUR R 33. La mezcla actúa en este caso como mero medio de acoplamiento. Las ondas ultrasónicas atraviesan este líquido de acoplamiento y la pared del recipiente de ensayo de acero inoxidable prácticamente sin pérdidas. La cavitación, responsable del desprendimiento de partículas, se produce en el interior del recipiente, directamente en la solución de ensayo, sobre la superficie de la muestra de hormigón. La ficha técnica del BAW define como criterio de aceptación para una resistencia muy elevada a las heladas y a la sal de deshielo una pérdida por meteorización de un máximo de 1 500 gramos por metro cuadrado tras la finalización de estos 28 ciclos.

Requisitos de las directrices de ensayo en materia de tecnología de los equipos

Los laboratorios de materiales de construcción deben utilizar equipos de ensayo que reproduzcan con exactitud los parámetros físicos establecidos en el reglamento. Las normas definen rangos de rendimiento muy estrictos. Los baños de ultrasonidos de alto rendimiento de BANDELIN funcionan con sistemas oscilantes de PZT preajustados a 35 kHz y, por lo tanto, cumplen los requisitos normativos para un desprendimiento que no daña el material.

Desprendimiento uniforme gracias a SweepTec

En los baños de ultrasonidos sin modulación de frecuencia se producen ondas estacionarias. Estas provocan una distribución desigual de la energía en el baño de líquido. En los ensayos de materiales de construcción, esto hace que las partículas se desprendan con mayor intensidad en algunos puntos de la muestra de hormigón que en otros. La tecnología SweepTec de BANDELIN genera un campo acústico homogéneo mediante una modulación constante. La pérdida de masa provocada por la helada se registra de manera uniforme en toda la superficie de ensayo de la muestra de hormigón.

Soluciones integrales para el rendimiento en el laboratorio de materiales de construcción

Examen individual

El modelo SONOREX SUPER RK 514 BH, gracias a la geometría de su cubeta, admite recipientes de ensayo normalizados para ensayos individuales.

Prueba multipuesto

Las bañeras industriales de mayor tamaño de la serie RM tienen capacidad para varios recipientes de ensayo simultáneamente y garantizan unas condiciones de ultrasonidos idénticas, lo que permite un alto rendimiento.

Accesorios

Es imprescindible respetar la distancia al suelo prescrita. Los soportes de suspensión, por ejemplo, las cestas, impiden el contacto físico entre el recipiente de ensayo y la cubeta oscilante. Esto garantiza la propagación sin obstáculos del sonido y protege el generador de sonido de posibles daños por reflexión.

Realización de la medición

Para eliminar de la superficie de ensayo, en cada momento de la medición, el material desgastado y suelta que se haya adherido durante el ensayo CDF, el recipiente de ensayo se sumerge en el líquido de transmisión de un baño de ultrasonidos y se somete a una limpieza por ultrasonidos durante tres minutos. .

Se filtra el líquido de ensayo que contiene los productos de la meteorización. A continuación, el filtro de papel se seca a (110 ± 5) °C durante 24 horas y se enfría durante al menos 1 h a (20 ± 2) °C y (60 ± 10) % de humedad relativa. Se mide la masa del filtro, junto con los productos de meteorización secos (µb), con una precisión de ± 0,01 g.

Evite errores de medición debidos a un equipo inadecuado. Consulte con los expertos en aplicaciones de BANDELIN la configuración exacta de su baño de ultrasonidos, incluidos los accesorios de sujeción exigidos por la normativa.

Preguntas frecuentes sobre la prueba CDF con ecografía

¿Por qué no se deben cepillar las muestras de hormigón en el ensayo CDF?

Las muestras de hormigón no deben cepillarse durante el ensayo CDF, ya que la fricción mecánica daña la sustancia intacta del hormigón y falsea el resultado de la medición de la pérdida de masa. La norma CEN/TS 12390-9 prescribe, en su lugar, la desprendimiento de partículas sin contacto mediante ultrasonidos, con el fin de registrar exclusivamente el material desprendido por la helada.

¿Qué medio de acoplamiento se utiliza en la prueba CDF en el baño de ultrasonidos?

En la prueba CDF se utiliza en la cubeta oscilante una mezcla de agua del grifo y un producto que contiene tensioactivos, como el TICKOPUR R 33, a modo de medio de acoplamiento. TICKOPUR R 33 reduce la tensión superficial del agua. Esto garantiza una transmisión de las ondas ultrasónicas al recipiente de ensayo de acero inoxidable utilizado sin pérdidas físicas.

¿Por qué la norma CEN/TS 12390-9 exige una distancia al suelo para el recipiente de ensayo?

La norma CEN/TS 12390-9 exige una distancia mínima de 15 milímetros entre el recipiente de ensayo de acero inoxidable y el fondo de la cuba, con el fin de garantizar una propagación sin obstáculos del sonido en el líquido de acoplamiento. El contacto directo impide la formación del campo acústico y, debido a los reflejos, provoca daños en los sistemas oscilantes de PZT del equipo de ultrasonidos.

¿Durante cuánto tiempo se somete la muestra de hormigón a ultrasonidos en el ensayo CDF?

El tratamiento por ultrasonidos en el ensayo CDF dura exactamente tres minutos, según lo establecido en la norma CEN/TS 12390-9. Este intervalo de tiempo estrictamente definido garantiza una liberación reproducible de las partículas desprendidas en la solución de cloruro de sodio, sin dañar la sustancia intacta del hormigón debido a una carga física excesiva.

¿Qué papel desempeña la modulación de frecuencia (sweep) en el ensayo del hormigón?

La modulación de frecuencia evita la formación de ondas estacionarias en el medio de acoplamiento del baño de ultrasonidos. Esta técnica es fundamental para el ensayo CDF, ya que genera un campo acústico homogéneo. Esto garantiza una cavitación y una desprendimiento de partículas uniformes en toda la superficie de ensayo de la muestra de hormigón y descarta errores de medición locales debidos a una intensidad acústica irregular.

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