A combined study of expansive and tensile strength evolution of mortars under sulfate attack: implications on durability assessment

Abstract

En este trabajo se presenta un estudio combinado de la evolución de la expansión y resistencia a tracción de cementos Portland con contenidos variables de C3A. Esta aproximación ha demostrado ser útil en el diagnóstico de las prestaciones bajo condiciones severas y moderadas de ataque sulfático. Aunque las muestras con contenidos más altos de C3A muestran velocidades mayores de expansión, la evolución de la resistencia a tracción es idéntica para los cementos estudiados. La simultaneidad en el aumento de velocidad de expansión y disminución de la resistencia a tracción sugiere que ambos procesos están relacionados. Este comportamiento se atribuye a la formación y desarrollo de microfisuras que favorecen el ingreso de la solución de sulfatos en las probetas. Los resultados de este trabajo proporcionan evidencia adicional sobre la idea comúnmente aceptada de que los ensayos estándar (acelerados) dirigidos a la evaluación del comportamiento expansivo no proporcionan información fiable sobre las prestaciones (resistencia a sulfatos) y potencial de daño de los cementos Portland.------------------------------------In this paper, we present a combined study of the length-change and tensile strength evolution of highand low-C3A Portland cements. This approach has proven useful to provide an assessment on the performance under severe and moderate sulfate attack. While higher expansion rates are observed in high-C3A samples, tensile strength evolution of both cement types is essentially identical. The simultaneous increase of expansion rate and decrease in tensile strength is strongly suggestive that both processes are related. This is attributed to the formation and development of microcracks that favor the ingress of the sulfate solution in the specimens. These results provide further insights into the commonly accepted idea that standard (accelerated) tests aiming to evaluate the expansion behavior do not provide reliable information on the expected performance (sulfate resistance) and damage potential of Portland cements.