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patologia del concreto

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Jorge L. Rincon

on 30 November 2012

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Transcript of patologia del concreto

Patología del concreto El concreto está formado por: cemento, áridos, agua y aditivos. Estos componentes dependiendo de su propia composición y en combinación con agentes externos pueden interactuar de manera que se produzcan fisuraciones en el concreto que pueden causar la corrosión de armaduras por la penetración de agentes que deterioran las armaduras. Numerosos agentes externos también pueden producir patologías en el concreto. Erosiones La erosión del concreto, que es uno de los deterioros mas frecuentes, se manifiesta por la perdida de una capa superficial de configuración, espesor y extensión variables. Las acciones mas comunes que pueden causarla son: Por abrasión mecánica Desgaste superficial de pisos, losas y pavimentos de concreto en zonas
expuestas a trafico intenso de vehículos o equipo y/o en áreas de maniobras y
trabajo pesado. El desgaste puede manifestarse desigual en una misma
estructura, según cambios en la calidad del concreto y en la intensidad de uso. Por abrasión hidráulica Desgaste generalizado en la superficie de concreto de estructuras que prestan servicio en contacto con flujo de agua que arrastra solidos. Pueden manifestarse zonas en que el desgaste es mayor por el efecto de los grandes fragmentos arrastrados por el agua (como sucede en el fondo de los túneles) o por deficiencias en la calidad del concreto en lugares específicos. Danos de diversa magnitud en estructuras de concreto expuestas al flujo de agua con muy alta velocidad. El daño se origina por el colapso (implosión) de las burbujas de vapor ocasionado por los cambios de presión y de velocidad del flujo de agua. Una vez iniciado, el daño puede avanzar con gran rapidez hasta afectar todo el espesor del concreto en grandes zonas; si no se suspende el flujo o se modifica su regimen para anular el fenómeno. Por cabitacion Por ataque
químico Erosión inicial poco profunda en la superficie de estructuras de concreto en contacto con sustancias químicas agresivas. La extensión del daño varia de acuerdo con la agresividad de la sustancia, pero se manifiesta la tendencia al deterioro progresivo de todo el espesor del concreto si persiste el ataque, por la desintegración paulatina de la matriz cementaste. El ataque químico de los sulfatos del suelo o del agua sobre las estructuras de concreto se manifiesta de manera diferente, pues se forma un compuesto expansivo.
Dentro del concreto aluminato de calcio que comienza por agrietarlo y puede terminar también por desintegrarlo por completo. Por impacto y frotamiento Erosión localizada del concreto en lugares específicos de estructuras que reciben frecuentemente el efecto combinado del impacto y el frotamiento, como suele ocurrir en puentes vehiculares y atracaderos de embarcaciones. Agrietamientos Los agrietamientos del concreto son roturas que se producen debidos a que se generan esfuerzos (generalmente de tensión) superiores a los que el concreto puede resistir. De acuerdo con sus efectos, los agrietamientos se dividen en dos grandes grupos que son los estructurales y los no estructurales Estructurales No estructurales En este grupo de agrietamientos, la generación de los esfuerzos causantes se a tribuye a factores ajenos al concreto que actúan sobre la estructura, es decir, cargas, solicitaciones y fallas de diversa índole y origen, por ejemplo: Movimientos diferenciales de la estructura por asentamientos o hundimientos en el terreno. Sobrecargas permanentes (uso indebido de la estructura) o eventuales (sismo, etc.) Falla de remoción prematura de la cimbra Acero de refuerzo insuficiente (nulo, deficiente o mal colocado) Diseño estructural inadecuado (indefinición de juntas, etc.). Del concreto en estado plastico (de fraguado) Del concreto en estado endurecido Daños por fuego Los agrietamientos de este grupo no siguen una tendencia determinada en su manifestación, por la diversidad de condiciones y situaciones en que pueden ocurrir y por la variada naturaleza y combinacion de los esfuerzos implicados (tensión, comprension, flexion y cortante). No obstante, en cada caso particular es posible establecer las causas probables de los agrietamientos, por el tiempo Y las circunstancias en que se producen y por la forma, posicion y direccion que adoptan las trayectorias de las grietas, asi como por su abertura y profundidad. Estos agrietamientos son atribuibles a esfuerzos que se producen como consecuencia del comportamiento intrinseco del concreto, independientemente de las cargas y solicitaciones que actuan sobre la estructura. Se distinguen dos clases de agrietamientos no estructurales, segun que el concreto se halle en estado plastico (de fraguado) o endurecido. Los agrietamientos del concreto plastico ocurren pocas horas despues de la terminacion del colado, ya sea antes, en el curo o inmediatamente despues del fraguado. Hay dos tipos basicos; los que se producen por asentamiento y sangrado del concreto recien colocado y los que ocurren por contraccion. Propicia los primeros, el uso de mezclas de concreto demasiado fluidas y los segundos, cuando pierde rapidamente por evaporacion el agua superficial. Causa Consecuencia La caracteristica comun de estos agrietamientos es que son muy notorios por su gran abertura en la superficie del concreto, abertura que, sin embargo, disminuye rapidamente con la profanidad, no afectando normalmente todo el espesor del concreto. El concreto endurecido puede experimentar en su vida de servicio multiples agrietamientos de caracter no estructural, que casi siempre se deben a elevados esfuerzos de tension que rebasan la capacidad del concreto para resistirlos. Entre las causas mas frecuentes de este tipo de agrietamientos destacan los cambios volumetricos, cuyas principales modalidades son: Por cambios de temperatura Por perdida de humedad Por corrosion del refuerzo Cuando el concreto se calienta aumenta de volumen y conforme se enfria tiende a recuperar su volumen original. Si la estructura no tiene restricciones para cambiar de volumen, no se generan esfuerzos en el concreto; sin embargo, esto casi nunca sucede, por lo que durante el enfriamiento y la contraccion consecuente tienden a producirse esfuerzos de tension que, al exceder la resistencia del concreto, lo agrietan. Soluciones Entre las medidas que se adoptan para prevenir los efectos de estos cambios volumetricos estan la ejecucion de juntas de contraccion en la estructura, el armado ex profeso y el empleo de hielo como parte del agua de mezclado. Las grietas de contraccion termica pueden atravesar todo el espesor del concreto cuando el elemento es delgado. Si bien no suelen afectar el comportamiento correctivo es necesario por requisitos de durabilidad, particularmente en estructuras que prestan servicio en contacto con el agua o con un medio humedo. Consecuencias Causas Causas Consecuencias Soluciones El concreto recien mezclado posee un contenido unitario de agua que depende tanto de las caracteristicas de los agregados y del cemento como de la fluidez de la mezcla, entre otros factores. Parte de esta agua se combina con el cemento y el resto permanece como agua libre que tiende a evaporarse con el tiempo. En forma paralela, con esta perdida de agua, el concreto se contrae, dando lugar a la llamada contraccion por secado que es causa frecuente de agrietamientos en el concreto, principalmente en elementos como losas y pisos que presentan una gran superficie de evaporacion. La profanidad de estas fisuras es muy reducida y su tratamiento mas bien se hace con fines esteticos, aplicando al concreto un recubrimiento que posea suficiente elasticidad para cubrirlas y “puentearlas” Causas Consecuencias Soluciones El concreto endurecido es un medio alcalino (pH= 12) que suministra proteccion al acero de refuerzo contra la accion oxidante del oxigeno del aire y la penetracion de sales que, como los cloruros, propician la corrosion electrolitica. Sin embargo, hay ocasiones en que esta proteccion no es suficiente porque:
El concreto es demasiado permeable. Existen agrietamientos en la estructura
El espesor del recubrimiento de concreto es reducido Estan expuestos a un medio de contacto muy corrosivo
Existen juntas de construccion defectuosas.
Existen ademas el fenomeno de carbonatacion producido por la reaccion entre el bioxido de carbono de la atmosfera y el hidroxido de calcio del concreto, que disminuye la alcalinidad del concreto y su capacidad para proteger el acero de refuerzo. Por todo ello, en presencia de una o varias de estas causas, el acero de refuerzo puede sufrir corrosion dando lugar a la formacion de productos cuyo aumento de volumen agrieta el concreto y lo descascara, poniendo eldescubrimiento las varillas de refuerzo y dejandolas expuestas a sufrir mayor corrosion. Lo deseable es descubrir la corrosion en su etapa latente, a fin de que el tratamiento correctivo resulte eficaz. Un sintoma usual de corrosion incipiente, que precede a la formacion de agrietamientos, es la aparicion de leves manchas de oxido en la superficie del concreto o de ligeros abultamientos. Causas Consecuencias Soluciones En el caso de una estructura afectada por incendio, en que la causa del deterioro es obvia, lo importante es definir los efectos que las altas temperaturas pudieron producir el concreto, a fin de que el tratamiento correctivo resulte eficaz. Los danos que el fuego produce en el concreto dependen del tiempo que dure el incendio y de las temperaturas que alcance La manifestacion del deterioro puede ser apreciables en ocasiones, al observarse la superficie del concreto carbonizada y con desprendimientos, pero en otras no resulta tan evidente, sin embargo, al transcurrir el tiempo, comienzan a notarse danos que el principio pasaron inadvertidos. Por tal motivo, es deseable realizar este tipo de pruebas con objeto de conocer las propiedades reales del concreto. Simplemente el conoces la resistencia la fuego que colocaras en una obra.
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