colaboraciones Porosidad libre en granitos alterados: Comentarios a las normas SUMMARY RESUMEN

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1 colaboracione Poroidad libre en granito alterado: Comentario a la norma.c. IÑIG IÑIG*,. VICETE TVER**, V. RIVE RU** y M.. VICETE HERÁDEZ* Fecha de recqxñcn: 18-VI-95 EPÑ REUME En el preente articulo e etudia la poible relación exitente entre lo valore de alguna propiedade petrq/iica de cinco variedade de materiale granítico cuando, envejecido artificialmente o no, on ometido a diferente tratamiento de conolidación y/o hidrofugación. El etudio indica una buena correlación entre lo valore de la imbibición y poroidad (librey total). imimo, exite correlación entre denidad aparente y poroidad total. La diferencia en la variacione relativa de lo valore de imbibición y poroidad libre al tratar la muetra, aconeja la modificación o ampliación de la norma para materiale con elevado índice de microporoidad. UMMRY In the preent paper, the poible relation among ome petrophyical propertie of five type of granitic material, whether artificially aged or not, ubject to different conolidation and/or water repellent treatment, ha been tudied. The tudy indicate a good correlation among imbibition value and poroity (free and total). Likewie, correlation exit between apparent denity and total poroity. Difference in relative variation of imbibition value and free poroity when treating ample, advie about modification or enlargment of tandard for material with high microporoity index. ITRDUCCIÓ La ditinta normativa (TM, RML, RILEM, etc) al uo, para la determinación de propiedade petrofíica de materiale pétreo etán, en general, adaptada ala caracterítica de piedra carbonatada. u aplicación a la determinación de dicha propiedade en roca granítica no iempre e fácil, ya que éta poeen una compoición y arquitectura interna ditinta, y la condicione normalizada de medida no iempre on la óptima para eto fine. En el preente artículo e intenta relacionar lo valore de una erie de parámetro petrofíico, determinado egún la norma vigente, en cinco variedade de granito muy diferente entre í (dede facie ana hata la que han ufrido inteno epiodio de alteración natural), todo ello ampliamente empleado en la contrucción y retauración de numeroo edificio perteneciente al Patrimonio Hitórico de la ciudad de Ávila y otra poblacione de la zona. Lo valore de dicho parámetro petrofíico, determinado en probeta de lo cinco tipo de materialfi-eco (de * IR/CIC. i^do Cordel de Merina alamanca ** Lfaiv. de alamanca MTERILE DE CTRUCCIÓ, Vol. 45, n 238, abril/mayo/junio (c) Conejo uperior de Invetigacione Científica Licencia Creative Common 3.0 Epaña (by-nc)

2 cantera), envejecida artificialmente en cámara de imulación, y amba (freca y envejecida) ometida a tratamiento de conolidación y/o hidrofixgación, on analizado etadíticamente, dicutiendo lo reultado obtenido. MTERILE Y MÉTD e han empleado cinco variedade de ^anitp natural, que van dede facie naturale ana, con un bajctg'ado de poroidad y alta reitencia al deterioro, a facie alterada, conaltaporoidadycon alguno componente fuertemente reactivo (arcilla expanible, ópalo, etc) en u compoición: granito gri de grano fino (M-1), granito gri de grano grueo (M-2), granito ocre (M-3), granito rojo (M-4) y granito blanco (M-5). Toda ella aparecen en ditinto nivele en la cantera de "La Colilla" (Ávila), y preentan propiedade mineralógica [1], química [2] y petrofíica [3] muy diferenciada. La caracterítica de lo materiale empleado en lo tratamiento, aí como la metodología empleada en lo proceo de envejecimiento artificial y tratamiento, han ido expueto en publicacione anteriore de lo autore[3,4]. Parael análii de la relacione entre lo valore obtenido para la propiedade etudiada (imbibición, denidad real, denidad aparente, poroidad libre, poroidad total y coeficiente de aborción) y determinación de la regreione correpondiente, e han tenido en cuenta lo parámetro que pueden coniderare independiente, ya que u determinación e directa (imbibición, denidad libre, denidad aparente) y dependiente, no obteniéndoe por determinación directa, ino por un imple cálculo con lo valore obtenido para otro (coeficiente de aborción). REULTD Y DICUIÓ En la tabla 1,2 y 3 e incluyen lo valore obtenido para lo ditinto parámetro analizado, obtenido iguiendo la norma etablecida [5-7]. El análii etadítico de dicho valore permite etablecer: a) Exite una relación lineal entre la imbibición y la poroidad libre para lo granito alterado de forma natural (M-3, M-4 y M-5), tanto para la muetra tratada (Fig. 1), como para la no tratada (Fig. 2), obteniendo, en ambo cao, recta con pendiente 0,694 y 0,542 repectivamente y alto coeficiente de correlación: 0,765 y 0,922. La poroidad libre en muetra no tratada ocila entre el 10 y 25% y la imbibición entre el 7 y 15%. En la muetra tratada, la poroidad libre ocila entre el 1 y 15% y la imbibición entre el 2 y 15%. La fuerte diminución de la poroidad libre con lo ditinto tratamiento no lleva paralela una diminución de la imbibición, aunque el fenómeno fíico (aborción de agua por la piedra a preión atmoférica) e el mimo. egún la normativa empleada para la determinación del coeficiente de aborción, el calculo de la poroidad libre implica la inmerión de la probeta en agua, ólo durante 48 hora [5], mientra que para la determinación de la imbibición debe etar en inmerión 10 día [6]. En materiale con alta microporoidad, debida a la preencia de arcilla, ópalo y óxido, e probable que 48 hora no ean uficiente para el llenado de microporo, y de ahí la diferencia de valore obtenido para ambo parámetro. El análii efectuado confirma lo que cabía eperar, dado que la aborción de agua por inmerión total (imbibición) tiene lugar a travé de lo poro interconectado a la uperficie exterior de la probeta (poroidad libre). b) En la regreión entre lo valore de imbibición y poroidad total, e obtiene una relación lineal altamente ignificativa, con coeficiente de correlación 0,899 para la muetra no tratada (Fig. 3), y 0,648 para la muetra tratada (Fig. 4). La recta de regreión de la imbibición con la poroidad total preentan un comportamiento ditinto repecto al obervado para la imbibición con repecto a la poroidad libre. El tratamiento no implica la diminución drática de poroidad total repecto a lo valore de imbibición como ocurría en el cao anterior. La condicione forzada (bajo vacío), recomendada por la norma aplicada [7] puede explicar ete hecho. o e han calculado la regreione entre poroidad libre o total y la permeabilidad o capilaridad, dado que la metodología experimental para determinar eta propiedade e ditinta. De acuerdo con la norma [8], la medida de la permeabilidad y capilaridad e realiza obre probeta ometida en ólo una de u cara a tratamiento de conolidación y/o hidrofugación, mientra que para la medida de la poroidad (total y libre), la probeta debe er tratada en toda u cara. c) l relacionar denidad aparente y poroidad total para la muetra tratada y no tratada, (Fig. 5 y 6), e encuentran alto coeficiente de correlación (0,867 y 0,799). mba regreione lineale poeen pendiente imilar (-0,020 y -0,019) y prácticamente la mima ordenada en origen (2,323 y 2,334), lo que indica que la relación lineal e independiente del tratamiento. 48 MTERILii DE CTRUCCIÓ, Vol. 45, n 238, abril/mayo/junio 1995 (c) Conejo uperior de Invetigacione Científica Licencia Creative Common 3.0 Epaña (by-nc)

3 TBL 1 Dato de muetra M-3 1 " Probeta Envejecimiento artificial Tratamiento C.l. t D.. o 43 8,360 22,860 1,897 5, ,420 21,513 1,830 8, ,740 25,708 1,805 5, ,750 21,942 1,921 4, ,760 27,871 1,734 3, ,120 25,701 1,805 5,356 1 ' ' 23 14,890 10,740 29,896 25,076 1,705 1,880 9,991 10, ,320 22,313 1,901 4, ,790 11,210 9,150 24,085 27,860 25,764 1,841 1,754 1,803 7,026 8,389 4, ,880 22,793 1,936 7, ,670 25,540 1,824 4, ,220 25,320 1,808 3, ,990 24,604 1,822 3, ,190 28,890 1,743 12, ^2 10,040 13,900 23,769 29,800 1,862 1,700 10,870 10, ,670 24,040 1,844 6, ,210 29,280 1,822 24, ,190 25,110 1,857 17, ,390 27,460 1,786 20, ,760 27,580 1,805 21, , ,370 26,950 1,783 1,789 21,590 19,436 1 : Muetra no ometida a envejecimiento artificial. : Muetra ometida a envejecimiento artificial. C.I.: Capacidad de imbibición por inmerión total en agua, %. ^: Poroidad total, % (calculada por inmerión en agua). D..: Denidad aparente, g/cm^. : Poroidad libre, % (calculada por inmerión en agua). MTERIIJE DE CTRUCCIÓ, Vol. 45, n 238, abril/mayo/junio (c) Conejo uperior de Invetigacione Científica Licencia Creative Common 3.0 Epaña (by-nc)

4 TBL 2 Dato de la muetra M-4 1 " Probeta Envejecimiento artificial Tratamiento C.l t D.. o 4,44 22,923 1, ,25 3,01 14,578 23,908 2,026 1,852 4,541 2, ,61 19, ,99 17,329 2,0 2, ,993 1, "^4 9 6,5 5,63 3,75 17,414 17,7 21,838 1,931 1,998 1,93 3,633 4, , ,67 20,935 1,932 4, ,62 6,18 21,49 21,181 1,947 1, , ,93 22,238 1, "^ 1 '' * 11 3, 3,11 3, 8,11 18, ,53 21, , , , ,637 4, , , , ,3 48 4,89 18,55 2,01 5, ,42 23,78 1,99 10, ,498 8,135 7, ,274 18,46 20,34 18,7 21, ,018 1, ,694 14, ,628 14,013 1 : Muetra no ometida a envejecimiento artificial. : Muetra ometida a envejecimiento artificial. C.L: Capacidad de imbibición por inmerión total en agua, %,: Poroidad total, % (calculada por inmerión en agua). D..: Denidad aparente, g/cm^. j,: Poroidad libre, % (calculada por inmerión en agua). 50 M'rHRIl.H DE CTRUCCIÓ, Vol. 45, n 238, al>ril/raayü/iuuio 1995 (c) Conejo uperior de Invetigacione Científica Licencia Creative Common 3.0 Epaña (by-nc)

5 TBL 3 Dato de la muetra M-5 1 " Probeta Envejecimiento artificial Tratamiento C. 1. t D.. o 6 4,06 17, , ,94 19,9 1,869 1,765 g 3,23 19,7 1,899 2, RCB ,19 15,46 19,93 2,022 1,905 3, , ,918 1, ,17 22,054 1,869 14, ,19 26,48 1, ,39 20,33 1,883 4, ,7 1,778 15, ,9 7, ,03 1, , ,94 18,87 1,921 2, ,55 19,199 1,902 2, ^ ,56 3,77 7,06 7,56 6,04 6,98 12,09 8,15 8,26 8,43 8,1 7,92 17,966 18,552 18,496 19,55 18,64 18,79 25,92 19,095 21,18 21,2 21,07 20,07 1,936 1,953 1,932 1,931 1, ,804 1,945 1,871 1,872 1,875 1,882 1,368 2,266 3,403 7,53 4,952 5,517 15,05 11-,671 13,769 12,752 13,238 10,89 1 : Muetra no ometida a envejecimiento artificial. : Muetra ometida a envejecimiento artificial. C.I.: Capacidad de imbibición por inmerión total en agua, %. ^: Poroidad total, % (calculada por inmerión en agua). D..: Denidad aparente, g/cm^. ^: Poroidad libre, % (calculada por inmerión en agua). MTERILE DE CTRUCCIÓ, Vol. 45, n 238, abril/mayo/junio (c) Conejo uperior de Invetigacione Científica Licencia Creative Common 3.0 Epaña (by-nc)

6 cattergram plit By: TRTMIET cattergram plit By: MUETR D % PR. LIBRE % IMBIBIC. = 2,881 +,694* % PR. LIBRE; R2 =,585 (P< 0,0001) Fig.l.- Regreión lineal de la imbibición en función de la poroidad libre para la muetra tratada % PR. LIBRE % IMBIBIC. = 1,469 +,542 * % PR. LIBRE; R^2. =,85 (P< 0,0001) Fig.2.- Regreión lineal de la imbibición en función de la poroidad libre para la muetra no tratada. cattergram plit By: MUETR % IMBIBIC. - -4,069 +,592 T % PR. TT. Yo PR. TT.; R2 =,808 (P< 0,0001) Fig.3.- Regreión lineal de la imbibición en función de la poroidad total para la muetra no tratada cattergram plit By: TRTMIET 1 ^ 1 1 ^ i "^ 1 + j I o J D j ^^ ^ >. o + oo* ^ I ' ' F ' o ^o ^ -^U o o o8* +0 + «I '' ' 1 ' ' ' o o D * ' ' 1 ' l i l i + V o i o ^^^ [ 14 U % PR. TT. % IMBIBIC. = -5,642 +,553 * % PR. TT.; R^2 =,42 (P< 0,0001) Fig.4.- Regreión lineal de la imbibición en función de la poroidad total para la muetra tratada. r I- ^ cattergram plit By: TRTMIET D cattergram plit By: MUETR 2,05 I ' ' ' ' 1,65 14 ' I ' ' I ' % PR. TT. DE. PR. = 2,323 -,02 * % PR. TT.; R2 =,751 ( P< ) Fig.5.- Regreión lineal de la denidad aparente en función de la poroidad total para la muetra tratada % PR. TT. DE. PR. = 2,334 -,019 * % PR. TT.; R2 =,639 (P < 0,0001) Fig. 6.- Regreión lineal de la denidad aparente en función de la poroidad total para la muetra no tratada. 52 MTERIIJi DE CTRUCCIÓ, Vol. 45, n 238, abril/mayo/junio 1995 (c) Conejo uperior de Invetigacione Científica Licencia Creative Common 3.0 Epaña (by-nc)

7 CCLUIE El análii de lo reultado obtenido de la regreione permite etablecer la ig;uiente concluione: a) Lo valore de poroidad libre e imbibición no varían en la mima proporción al ometer la muetra a tratamiento de conolidación y/o hidrofugación, debido probablemente al protocolo recomendado para la determinación de la mima. b) Eltiempoempleadoparadeterminarlaporoidadlibre (48 hora) egún la norma, e inuficiente cuando e trata de materiale de elevada microporoidad, por lo que ería aconejable la modificación o ampliación de dicha norma para ete tipo de materiale aumentanto el tiempo de la inmerión, ya que la cinética de llenado de eto poro e má lenta, y parte de la poroidad libre e conidera como atrapada. c) e comprueba, mediante regreione, la relación exitente entre la denidad aparente y la imbibición con la poroidad total. d) También exite regreión entre la imbibición y la poroidad libre, que e má directa que con la poroidad total. GRDECIMIET Lo autore agradecen la ayuda de la CE (TEP CT ), Junta de Catilla y León (proyecto 0314/90 y un becario) y CICYT (PT C03-01-CE). BIBLIGRFÍ (1) GRCI-TLEGÓ, J., MLI, E., VICETE, M., 1991: "Weatheringprocee in granite". Proceeding del 7 Congreo Europeo de rcilla-eurcly, Dreden (lemania), vol. 2, pp (2) GRCÍ-TLEGÓ, J., IÑIG, C, MLI, E., PÉREZ-RDRÍGUEZ, J.L., VRG, M., VICETE, M., 1994: "Granite employed in vila (pain): I.- Chemical compoition of the different type". Materiale de Contrucción, 44, pp (3) IÑIG, C, GRCÍ-TLEGÓ, J., MLI, E., PÉREZ-RDRÍGUEZ, J.L., VRG, M., VICETE, M., 1994: "Granite employed in vila (pain): n.- Petrophyical characteritic". Materiale de Contrucción, 44, pp (4) IÑIG,.C, VICETE-TVER,., RIVE, V., VICETE, M., 1995: "Colour change in granitic material urface by conolidated and/or water repelent treatment". Color Reearch and pplication (pendiente de publicación). (5) orma F, 1973: "Meure du Coeficient de abortion d'eau", BI (6) orma RML, 1981: "orbimento d'acqua per immerione totale, capacita di imbibizione", 7. (7) orma F, 1973: "Meure de la poroité, de la mae volumique réelle et de la mae volumique apparente", B (8) orma RML, 1985: "Interventi conervativi: progettazione eecuzione e valutazione preventiva", 20. MTERILE DE CTRUCCIÓ, Vol. 45, n 238, abril/mayo/jimio (c) Conejo uperior de Invetigacione Científica Licencia Creative Common 3.0 Epaña (by-nc)

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