Sensores de resonancia magnética para caracterizar aspectos de durabilidad del recubrimiento de concreto

Abstract

La resonancia magnética nuclear (RMN) es una técnica no destructiva que ha sido utilizada con éxito para estudiar materiales basados en cemento. No obstante, el alto costo, la portabilidad y la limitación del tamaño de muestra son los principales inconvenientes al momento de emplear sistemas convencionales de RMN con magnetos superconductores. Esta investigación presenta el uso de distintos sensores de RMN de campo bajo para caracterizar de manera no destructiva aspectos relacionados con la durabilidad del concreto hidráulico. Se utilizó un arreglo unilateral de tres magnetos con una antena elíptica de superficie para caracterizar la profundidad de carbonatación en morteros de cemento Portland con una relación a/c = 0.60, saturados y no saturados. El punto de cruce entre el perfil de T2 y el perfil de intensidad de la señal coincide con la profundidad de carbonatación determinada con la prueba de la fenolftaleína. La profundidad a la cual T2 empieza a ser relativamente constante es 1.44 veces la profundidad obtenida con la prueba de la fenolftaleína. Un segundo estudio con el arreglo de tres magnetos fue la obtención de perfiles de distribución de humedad durante absorción capilar en muestras de mortero y concreto. Los perfiles obtenidos fueron similares a los obtenidos con la técnica de Imagenología por Resonancia Magnética Single Point Imaging (SPI) utilizando un sistema de campo bajo, donde la ventaja del arreglo de tres magnetos, además de ser portable, es que no existen restricciones en el tamaño de la muestra a analizar. Un tercer estudio fue el diseño y construcción de antenas para detectar señales de RMN del Cl y Na. Para esto se utilizaron dos magnetos circulares de un sistema comercial de imagenología por RMN que generan un campo magnético de 0.302 Teslas, así como un arreglo Halbach de magnetos que generaron un campo magnético de 1.028 Teslas. Se realizaron mediciones de RMN en soluciones con diferente concentración molar de NaCl y en tres especímenes de pasta de cemento con relación a/c = 0.55 saturadas con soluciones de NaCl. Se obtuvo una relación lineal (r2> 0.96) entre la intensidad de la señal de RMN para ambos núcleos en las soluciones de NaCl. Un último estudio se enfocó a investigar la relación entre el tiempo de vida T2 de la señal de RMN con el ancho de grietas artificiales, generadas con láminas de acero inoxidable, en muestras de pasta de cemento con relación a/c = 0.50. Los resultados mostraron que una de las componentes del tiempo de vida T2 y su correspondiente intensidad presentan una relación lineal con el ancho de grieta.