Self-heating function of carbon nanofiber cement pastes

The viability of carbon nanofiber (CNF) composites in cement matrices as a self-heating material is reported in this paper. This functional application would allow the use of CNF cement composites as a heating element in buildings, or for deicing pavements of civil engineering transport infrastructures, such as highways or airport runways. Cement pastes with the addition of different CNF dosages (from 0 to 5% by cement mass) have been prepared. Afterwards, tests were run at different fixed voltages (50, 100 and 150V), and the temperature of the specimens was registered. Also the possibility of using a casting method like shotcrete, instead of just pouring the fresh mix into the mild (with no system’s efficiency loss expected) was studied. Temperatures up to 138 °C were registered during shotcrete-5% CNF cement paste tests (showing initial 10 °C/min heating rates). However a minimum voltage was required in order to achieve a proper system functioning.

An improved procedure for obtaining and maintaining well characterized partial water saturation states on concrete samples to be used for mass transport tests

A conditioning procedure is proposed allowing to install into the concrete specimens any selected value of water saturation degree with homogeneous moisture distribution. This is achieved within the least time and the minimum alteration of the concrete specimens. The protocol has the following steps: obtaining basic drying data at 50 °C (water absorption capacity and drying curves); unidirectional drying of the specimens at 50 °C until reaching the target saturation degree values; redistribution phase in closed containers at 50 °C (with measurement of the quasi-equilibrium relative humidities); storage into controlled environment chambers until and during mass transport tests, if necessary. A water transport model is used to derive transport parameters of the tested materials from the drying data, i.e., relative permeabilities and apparent water diffusion coefficients. The model also allows calculating moisture profiles during isothermal drying and redistribution phases, thus allowing optimization of the redistribution times for obtaining homogeneous moisture distributions.

Recommendation of RILEM TC 178-TMC: Testing and modelling chloride penetration in concrete

This RILEM Technical Recommendation intends to give a general description of methods of sampling for obtaining chloride concentration profiles in concrete, applicable both for laboratory cast concrete specimens, for concrete cores taken from structures and for testing on site. These sampling procedures may be applied for obtaining concentration profiles of any other chemical species present in concrete.

Effect of aspect ratio on strain sensing capacity of carbon fiber reinforced cement composites

The electrical resistivity of carbon fiber reinforced cement composites (CFRCCs) has been widely studied, because of their utility as multifunctional materials. The percolation phenomenon has also been reported and modeled when the electrical behavior of those materials had to be characterized. Amongst the multiple applications of multifunctional cement composites the ability of a CFRCC to act as a strain sensor is attractive. This paper provides experimental data relating self-sensing function and percolation threshold, and studying the effect of fiber aspect ratio on both phenomena. Higher fiber slenderness permitted percolation at lower carbon fiber addition, affected mechanical properties and improved strain-sensing sensitivity of CFRCC, which was also improved if percolation had not been achieved.

Feasibility of electrochemical chloride extraction from structural reinforced concrete using a sprayed conductive graphite powder–cement paste as anode

This article summarizes research on the application of a conductive cement paste as an anode in the now classical technique of electrochemical extraction of chlorides applied to a concrete structural element by spraying the paste on the surface of a concrete structural element, a pillar. Sprayed conductive cement paste, by adding graphite powder, is particularly useful to treat sizable vertical surfaces such are structural supports. Outcomes indicate that this kind of anode not only provides electrochemical chloride removal with similar efficiency, but also is able to retain moisture even without the use of a continuous dampening system.

Influence of using slag cement on the microstructure and durability related properties of cement grouts for micropiles

Today, the use of micropiles for different applications has become very common. In Spain, the cement grouts for micropiles are prepared using ordinary Portland cement and w:c ratio 0.5, although the micropiles standards do not restrict the cement type to use, provided that it reaches a certain compressive strength. In this study, the influence of using slag cement on the microstructure and durability related properties of cement grouts for micropiles have been studied until 90 hardening days, compared to an ordinary Portland cement. Finally, slag cement grouts showed good service properties, better than ordinary Portland cement ones.

Seismic behavior of a masonry chimney with severe cracking condition: preliminary study

This paper presents a structural analysis of a masonry chimney built in the 1940s, which is currently being cataloged as local interest heritage. This structure has not served any industrial purpose for the last thirty years. The chimney is located in the town of Agost (Alicante - Spain) and directly exposed to the prevailing winds from the sea, as it is approximately 12 km away from the waterfront and there are not any significant barriers, which could protect the structure against the wind. There are longitudinal cracks and fissures all along the shaft because of the chimney’s geometrical characteristics, the effect of the masonry creep and especially the lack of maintenance. Moreover, there is also a permanent bending deformation in the upper 1/3 of the height due to the wind pressure. A numerical analysis for the static behavior against gravity and wind loads was performed using the structure’s current conditions after a detailed report of its geometry, its construction system and the cracking pattern. Afterwards, the dynamic behavior was studied, i.e. a seismic analysis using both response spectra and accelerograms in order to examine the structural stability. This work shows the pre-monitoring analysis before any experimental testing. Using the current results the future test conditions will be determined (e.g. number of sensors and monitoring point location, excitation systems, etc) prior to a possible structural reinforcement by applying composite material (fiber reinforced polymers).

Radon measurements in the cave houses of Crevillente (Spain)

This paper focuses on the cave houses of Crevillente (Spain) as a traditional housing experience which takes advantage of local environmental conditions through simple architectural proposals, paying particular attention to the presence of radon gas inside these underground constructions. Our aim is twofold: first, to analyse the architectural conditions of the different excavated typologies found in the municipality and second, to relate them to the existing radon gas levels after checking internal concentration by means of E-PERM® long-term devices placed inside the cave houses in 2011. The measurements corresponding to the main typologies in normal use conditions show that the highest values are 881.9 Bq/m3 in the cave typology, 484.1 Bq/m3 in the cave + attached constructions typology and 373.4 Bq/m3 in the cave + house typology, with geometric mean values of 572.1, 114.0 and 75.5 Bq/m3, respectively. It can be inferred from these results that cave house levels sometimes exceed those included in the 90/143/Euratom European Commission Recommendation on the protection of the public against indoor exposure to radon. The reason why cave houses are more susceptible to radon accumulation in their spaces lies in their direct and permanent contact with the ground where they are located.

Blending of industrial waste from different sources as partial substitution of Portland cement in pastes and mortars

Binary and ternary combinations of sewage sludge ash (SSA) with marble dust (MD), fly ash (FA) and rice husk ash (RHA) as replacement in Portland cement pastes, were assessed. Several tests were carried out at different curing ages: thermogravimetry, density, water absorption, ultrasonic pulse velocity and mechanical strengths. Pozzolanic effects of the mineral admixtures, densities similar to control sample and improved absorptions when combining waste materials were identified. In general, the compressive strength reaches or exceeds the cement strength class, and blending SSA, FA and RHA (30% cement replacement) increase of strength by 9%, compared to the control sample, was achieved.

Moisture Distribution in Partially Saturated Concrete Studied by Impedance Spectroscopy

The moisture content and its spatial distribution has a great influence on the durability properties of concrete structures. Several non-destructive techniques have been used for the determination of the total water content, but moisture distribution is difficult to determine. In this paper impedance spectroscopy is used to study the water distribution in concrete samples with controlled and homogeneously distributed moisture contents. The technique is suitable for the determination of water distribution inside the sample, using the appropriate equivalent circuits. It is shown that using the selected drying procedures there is no change in the solid phase of the samples, although the technique can only be used for the qualitative study of variations in the solid phase when samples are too thick. The results of this work show that for a wide range of concrete percentages of saturation, from full to 18 % saturation, practically all the pores keep at least a thin layer of electrolyte covering their walls, since the capacitance measurement results are practically independent of the saturation degree.

Desarrollo de aplicaciones interactivas para la docencia de estructuras en Ingeniería Civil

Las nuevas tecnologías aplicadas a la enseñanza permiten la visualización de fenómenos físicos y su relación con la base matemática utilizada en la modelización de los mismos. En este trabajo se ha utilizado el programa Mathematica para realizar una aplicación ilustrativa del oscilador con un grado de libertad en funcionamiento libre, amortiguado y forzado armónicamente. El oscilador de 1 GL forma parte del conocimiento de base en el análisis de estructuras bajo cargas dinámicas (sismos), y la comprensión de sus fundamentos teóricos, así como la influencia de los parámetros implicados, deben ser objetivo didáctico prioritario en las asignaturas relacionadas con el cálculo avanzado de estructuras. En la aplicación desarrollada se pueden variar las características intrínsecas del oscilador (rigidez, constante de amortiguación y masa) y la fuerza aplicada (amplitud y frecuencia). El resultado se visualiza en forma de gráfico animado del movimiento permanente resultante. Las ecuaciones resultantes y los parámetros característicos (frecuencia natural, coeficiente de amortiguamiento, razón de frecuencias, factor de amplificación dinámica, ángulo de desfase…) también están disponibles de una forma interactiva. Las constantes de integración que definen las condiciones iniciales, y la ventana de tiempos mostrada pueden variarse asimismo. La aplicación puede ejecutarse desde cualquier navegador.

Modelado y renderizado como complemento docente a los Técnicos de la Construcción

La exigencia profesional actual a los estudiantes universitarios está aumentando cada vez más en nuestra sociedad. Por ello, los contenidos ofertados en los grados oficiales deben nutrirse con otras variables complementarias que enriquezcan, paralelamente, el conocimiento profesional global. Una de las exigencias técnicas más demandadas dentro del ámbito arquitectónico o ingenieril es el manejo de programas de dibujo 3D, una formación específica indispensable frente al diseño tradicional que incluye posibilidades espaciales más allá de proyecciones ortográficas convencionales (plantas o secciones), permitiendo la rotación del elemento desde múltiples ángulos mediante programas de modelizado (SketchUpMake) y renderizado (Kerkythea). La metodología propuesta se basa en el desarrollo de ejemplos reales en diferentes entornos profesionales como son la rehabilitación, obra de nueva construcción, proyectos de apertura o el diseño de piezas. Esta aplicación práctica garantiza la participación activa y el ahorro de tiempo durante el diseño al generar elementos que pueden representarse, moverse o ensayarse virtualmente. En conclusión, el curso responde a las crecientes necesidades profesionales y enriquece las habilidades de los estudiantes, mejorando su pericia en el ámbito del dibujo y ampliando su capacidad de visión espacial; ambas cualidades indispensables que pueden ser aplicadas al desarrollo profesional con grandes garantías de éxito.

Plataforma online como herramienta docente: El caso de Construcción de Estructuras I

La asignatura Construcción de Estructuras I es fundamental en el desarrollo de la profesión regulada del Arquitecto Técnico al ser considerado, entre otros perfiles, como un técnico especialista en la construcción de estructuras de edificios. El objetivo del trabajo es analizar y discutir el desarrollo de una nueva metodología como alternativa a la enseñanza tradicional en la asignatura de Construcción de Estructuras I ya que, en el curso 2013-2014, se ha implantado la herramienta informática Moodle para fomentar el aprendizaje combinado con ejercicios en línea que refuerzan la adquisición de competencias específicas. El uso de esta plataforma permite afianzar los conocimientos teóricos adquiridos mediante la resolución de detalles constructivos y ejercicios profesionales reales relacionados con las estructuras. Así, tras la corrección del profesor y el posterior feedback de los estudiantes, las prácticas aseguran un aprendizaje permanente del estudiante, que puede descargar todo tipo de material (detalles constructivos, ejercicios prácticos y exámenes corregidos) en cualquier momento. En conclusión, la utilización de una plataforma online ha permitido la adquisición de conocimientos/criterios constructivos de una forma continuada y ha sido valorada muy positivamente por los estudiantes gracias a un seguimiento directo, personalizado y con posibilidad de compartir documentos las 24 horas del día.

Coordinación para el seguimiento de la titulación Máster en Prevención de Riesgos Laborales

La titulación de postgrado Máster en Prevención de Riesgos Laborales se implantó en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante en el curso 2011/12. El profesorado con docencia asignada en la titulación participó durante el curso 2012/13 en el proyecto para la coordinación de las asignaturas del Máster en Prevención de Riesgos Laborales. En el marco creado por los nuevos estudios de Postgrado, dentro del EEES, el proyecto tenía como objetivo principal la coordinación de las asignaturas y la mejora de la calidad docente. La implantación de la titulación generó un esfuerzo considerable por parte de los coordinadores y docentes implicados, que adaptaron su planificación y metodología al nuevo marco del EEES. El diseño de las asignaturas del Máster ha incorporado la metodología, el cronograma del temario y la evaluación durante todas las semanas del semestre. En este sentido se tuvieron que solucionar diferentes problemas: compatibilizar horarios de los docentes, evitar solapamientos entre asignaturas y verificar la información completa de cada asignatura. El proyecto de coordinación ha resultado un instrumento útil para la interacción y coordinación entre los profesores/as con participación docente en el Máster.

Experiencias en la tutorización de enseñanzas técnicas

El PAT en la Escuela Politécnica está abierto a todos aquellos tutores que deseen formar parte del plan y también a todos los alumnos, que, voluntariamente pueden marcar la opción de participar en el plan en la matrícula, y también a aquellos que, a pesar de no marcar la opción en la matrícula, finalmente han decidido seguir el plan de acción tutorial. Esta característica de participación e inscripción voluntaria permite que el trabajo se realice más satisfactoriamente tanto por parte de tutores como por parte de los alumnos, puesto que han decidido seguir el plan por ello mismos y no como una imposición. Con este trabajo nos proponemos presentar nuestras experiencias en el desarrollo de la tutorización de nuestros estudiantes así como la evolución en el desarrollo de la tutorización por pares.