6. prevención y corrección de fisuras

8/16/2019 6. Prevención y Corrección de Fisuras

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CONSTRUCCIÓN DEEDIFICIOS

Capítulo 6: PREVENCION YCORRECCION DE FISURAS

6Ing. María Peña


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Tipos de Fisuras

Fisuras no estructurales : debidas al comportamiento desus materiales constituyentes

Fisuras estructurales : debidas a los esfuerzos derivadosde la aplicación de las acciones exteriores o de

deformaciones impuestas


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FISURAS ESTRUCTURALES

May 13, 20163 Title of Presentation / Meeting Name

La fisura por tracción aparece a lolargo de la pieza en sentidoperpendicular a la actuación delesfuerzo de tracción.

La fisura por compresión excesiva, siempre se manifiestapor tracción transversal, es decir a través de grietasparalelas en la dirección del esfuerzo de compresión, esla fisura patológicamente más alarmante porque denotael agotamiento del hormigón por acortamiento plástico y

su manifiesto estado de rotura.

Las fisuras de flexión, pueden tener su origen enun exceso de tracción, (fisuras perpendiculares alas armaduras) o en un fallo de la cabezacomprimida de hormigón que rompe en “copa”por tracción.

Las fisuras de torsión siguen la trayectoria delas tracciones compresiones helicoidalesperimetrales de la pieza solicitada.


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FISURAS NO ESTRUCTURALES

May 13, 20164

Reac. álcali-agregado Corrosión Contracción desecado

Contraccióntérmica inicial

Contracciónplástica

Asentamientoplástico


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Edad de aparición de las fisuras

Reac. álcali-agregado

Cargas

Corrosión

Contraccióntérmica inicial

Contracciónplástica

Asentamientoplástico

Contracción desecado

1 h 1 d 1 año 7d 1 mes 50

Tomado del GEHO-CEB Boletín No.12


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Tipos de Fisuras

La contracción es un fenómeno conocido, muy estudiado en los últimosaños y si no se entiende bien... inevitable!

Se trata de la reducción de volumen de una estructura de concreto!

Pero ese no es el problema….. El problema es el agrietamiento.


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Asentamiento Plástico

Retracción a largo plazo

Contracción Plástica

Contracción de fraguado

Tipos de Fisuras


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Antes del Endurecimiento

Heladas tempranas

PlásticasAsentamiento plástico Retracción plástica

Movimientos durante la ejecuciónMovimiento del encofradoMovimiento de la sub-base


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1. El agua de exudación aparece en lasuperficie.

2. La evaporación es > que la exudación.3. La superficie del concreto se seca.4. La superficie de concreto trata de

contraerse.5. El concreto húmedo trata de resistir la

contracción.6. Se generan esfuerzos en el concreto

plástico.7. Se forma la fisura de contracción plástica.

El fenómeno de las Fisuras


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E1

E2

Se presenta en estructuras laminares expuestas al sol y al viento... yno afecta en gran forma estructuras protegidas contra laevaporación.

La capa superior del concreto se seca, se calienta, se rigidiza y secontrae, mientras el concreto de abajo está fresco!


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Ocurre hasta que el concretotenga 1N/mm 2 de resistencia acompresión!

Las grietas generalmente no sonprofundas!


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Tratamiento:Si se detecta antes de fraguar sepuede regar agua y escobillar paracerrar la fisura. Si ya fraguóinyectar resina o lechada decemento


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Fisuras por Retracción Plástica:

Evaporación mayor a la exudación.Frecuente en estructuras superficiales

Se produce entre la 1ª y la 6ª hora

Viento y épocas calurosas

Fisuras amplias y poco profundas

Producidas a veces por movimientos de encofrados


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Factores que ocasionan contracción plástica y sucontrol.

“

Where did these cracks come from ?Erika Holt , Concrete International , Septiembre 2000.


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Retracción Vs Evaporación


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Diferentes condiciones

Ambiente


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Incidencia del viento

Ambiente


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Cantidad agua necesaria

Ambiente

Esparcida


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Los límites de riesgo en la evaporación del agua de

exudación en la superficie del concreto se han definido: ACI 305R-96 ……………. 1 kg/m2/h Código Canadiense…….. 0,75 kg/m2/h Código Australiano……… 1 kg/m2/h (fisuración) Nuevas Referencias…….. 0,5 kg/m2/h


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Nomograma basado enla fórmula de Menzel(Bloem 1960NRMCA/NSGA)


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De acuerdo al diagrama de Menzel, para lascondiciones de Bogotá (20° C,60%HR, 18 Km/h) unconcreto pierde 0.8 kg/m2/h .


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EL CURADO ES SAGRADO!


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Empezarlo a tiempo

Escoger un método adecuado

Proteger mínimo 7 días

Con cemento adicionado extenderlo a 15 días


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¿Para que se cura el concreto?

Mantener condiciones de humedad y temperatura

Favorecer la hidratación del cemento

Proteger del medio ambiente

Evitar fisuración

Incrementar resistencia, durabilidad y apariencia


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Resistencia vs. Curado


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Influencia del tiempo de curado en la resistencia

28 dias 100%

7 dias 95%3 dias 77%

0 dias 52%

DuraciónCurado

%f’c 28 días

No curar con condiciones climáticasadversas puede significar la pérdidahasta del 50% de la resistencia !


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Permeabilidad vs. Curado

0

50

100

150

200

250

300

350

0 50 100 150 200 250 300

Tiempo de curado (días)

Porcentajedepermeabilidad respecto a

lade60días(%)


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Profundidad de Carbonatación en el Tiempo

CONCRETO CON CURADO PERMANENTE

0,03,06,09,0

12,0

15,018,021,024,027,0

0 2 4 6 8 10 12 14

Tiempo (Semanas)

Profund

idad (mm)

Profundidad de Carbonatación en el Tiempo

CONCRETO SIN CURADO

0,03,06,09,0

12,0

15,018,021,024,027,0

0 2 4 6 8 10 12 14

Tiempo (Semanas)

P r o

f u n

d i d a

d ( m m

)

Durabilidad vs. Curado


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El agua es un reactivoquímico necesario e

indispensable en elproceso de hidratacióndel cemento hidráulico

El curado, según el ACI 308 R, es el proceso por el cual elconcreto elaborado con cemento hidráulico madura y endurececon el tiempo, como resultado de la hidratación continua del

cemento en presencia de suficiente cantidad de agua y de calor.


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no curar adecuadamente, no sólo afecta el desarrollo de la resistencia mecánicadel concreto, también tiene una gran influencia en la porosidad del concreto, enparticular del recubrimiento sobre el acero de refuerzo, lo que conduce aproblemas de durabilidad (fisuras, permeabilidad)

La reducción de agua de la mezcla,acompañada de un adecuado y prontocurado disminuye la porosidad capilar y latendencia del concreto a fisurarse porcontracción de secado, fenómenos estos alos cuales se les debe gran parte de laproblemática de permeabilidad ydurabilidad.

RELACIÓN AGUA CEMENTO - PERMEABILIDAD


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Desafortunadamente es una práctica común en obra la de lograr lamanejabilidad de las mezclas de concreto mediante la adición de grandescantidades de agua. Dosificación del agua “ al ojo” que puede generarproblemas de resistencia y permeabilidad.

El uso de aditivos plastificantes y superplastificantes permite reducir entre el

25% y el 50% del agua requerida sólo para dar manejabilidad, con lassiguientes ventajas:Reducción de la exudaciónReducción de la porosidad capilarMejor resistencia de pisos a la abrasión

Menor permeabilidadMayor resistencia mecánicaVida más larga para la estructura

PROTECCIÓN DE FISURAS POR RETRACCIÓN



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Aunque parezca un contrasentido, la introducción intencional de burbujas deaire a una mezcla de concreto, en un rango del 5-6% (dependiendo delTamaño Máximo Nominal del agregado grueso (TMN)) colabora en laobtención de un concreto impermeable, en especial si se usa paralelamenteun aditivo reductor de agua.Estas burbujas, de características especiales, introducidas mediante el uso deaditivos “ incorporadores de aire” bloquean los capilares e impiden suinterconexión, haciendo así el concreto menos permeable.

PROTECCIÓN DE FISURAS POR RETRACCIÓN



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¿QUÉ PASA CON LAS JUNTAS?


Las juntas se requieren por dos razones:Por diseño , cuando se desea controlar el fisuramiento de laestructura debido a tensiones producidas por: cambios de temperatura,deformaciones plásticas (contracción de fraguado, contracciónde secado y fluencia plástica), deformaciones por cargas

y asentamientos diferenciales.

Por razones de índole constructivo: construcción de laestructura por partes debido a su tamaño, subdivisión debido alrendimiento de la colocación del concreto y a las formaletas disponibles(número y tamaño) y por suspensiones de la colocación

del concreto debidas a causas imprevistas.


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TRATAMIENTO DE JUNTAS



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El concreto y los morteros endurecidos absorben agua debido

al exceso de porosidad (poros capilares, poros debidos a unadefectuosa compactación) y la trasladan al otro lado de laestructura. Las fisuras son caminos expeditos para el paso delagua.

Una prueba de fácil ejecución en obra permite tener una idea

bastante aproximada del tipo de estructura que vamos atener. Basta secar un cilindro en un horno hasta masaconstante, descascararle la base antes de ponerlo en contactocon una lámina de agua (2 cm) y observar, al cabo de 3 días,por ejemplo, la altura que alcanza el agua en el cilindro porabsorción capilar. De manera similar funcionará el concreto enla estructura.La porosidad capilar no sólo es inconvenientepor la posible pérdida de agua (permeabilidad del concreto deadentro hacia fuera) a veces será también un problema muygrave, cuando el agua que rodea la estructura la penetre,apareciendo en su interior y contaminando el agua potable(sales, lixiviados de rellenos sanitarios, etc).

REPARACIÓN POR INFILTRACIÓN



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Principio comprobado de patologías estructurales “cuando el agua apareceen la estructura ya terminada, la solución, generalmente, es difícil y cuestamucho”.

REPARACIÓN DE CONCRETO POR INFILTRACIÓN



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REPARACIÓN DE CONCRETO POR INFLITRACIÓN


Para arreglar este problema se pueden poner en práctica varias alternativas

de solución e incluso combinaciones de ellas. Vale la pena aclarar aquí que lasolución empieza por identificar el origen de la humedad. Ver si proviene delsubsuelo o de la vecindad (muro al descubierto, junta entre edificaciones sinprotección, etc).Si el agua proviene del subsuelo, la primera opción es intentar infiltrar lalínea de pega al nivel más bajo posible en el muro. En algunos casos se hareemplazado la línea de pega, usando mortero predosificado impermeable(SikaTop®-122, Sikalisto®Resane), pañetando luego todo el muro con unmortero también impermeable. El reemplazo de la línea de pega se debehacer alternando los tramos a intervenir, para que el muro no falle.


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REPARACIÓN DE CONCRETO POR INFILTRACIÓN



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PROTECCIÓN DE ESTRUCTURAS


En las estructuras que están en

contacto con un medio adverso debeprotegerse ya que en un medioanaerobio (con poco oxígeno) lossulfuros se convierten en ácidosulfhídrico,el cual disuelve la pasta de cemento.Este tipo de estructuras debeprotegerse, una vez concluida suconstrucción y antes de ponerlasen uso, con recubrimiento epóxicos,resistentes al ataque ácido, los cuales seaplicarán en toda el área del concretoexpuesto a dichos vapores (por encima

de la tabla de agua) y se extiende laprotecciónhasta 50 cm por debajo del nivel defluctuación del agua.


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PROTECCIÓN DE ESTRUCTURAS


Este tipo de estructuras debe protegerse, unavez concluida su construcción y antes deponerlas en uso, con recubrimiento epóxicos,resistentes al ataque ácido, los cuales seaplicarán en toda el área del concretoexpuesto a dichos vapores


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Existen aquí varias soluciones, una es

inyectar las grietas con resinas epóxicas debaja viscosidad. En caso de que las grietassean muy pequeñas y hagan engorroso elproceso de inyección, se puede echar manode otra alternativa interesante, consiste enaplicar un mortero impermeable dotado decierta elasticidad (SikaTop® Seal -107). Unavez controlada la permeabilidad y cuandose requiera proteger la estructura por fuerase puede hacer uso de recubrimientos quepuentean las fisuras (SikaColor®555W) yextienden la durabilidad de la estructura.

REPARACIÓN DE FISURAS SUPERFICIALES



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Las fisuras en tanques de almacenamiento de aguas, se presentan con cierta frecuencia. Uno delos problemas para que las inyecciones de epóxicos puedan llevarse a cabo, es que requieren,generalmente, desocupar el tanque y sacarlo de servicio mientras se hace el trabajo. Si esto esfactible, se cuenta con resinas epóxicas de muy baja viscosidad y gran penetración, las cuales seinyectan a bajas presiones, a través de puertos de inyección, los cuales se van sellando amedida que progresa el llenado de la fisura. Ante la imposibilidad de cuantificar con exactitud elvolumen de las grietas, la unidad de medición de estos trabajos es el volumen de resinainyectada, mas el desperdicio.

Existe otro tipo de solución para la inyección de fisuras y zonas con hormigueros por las cualesmana el agua. Esta solución, al contrario de casi todas las demás, requiere que la estructuraesté llena de agua. Se trata de la inyección de resinas de poliuretano, las cuales se expanden alcontacto con la humedad presente en las fisuras u orificios de los tanques, formando unaespuma permanentemente elástica que rellena fisuras y porosidad. Se inyectan generalmente apresión, la expansión es prácticamente inmediata, de tal manera que se puede ir monitoreandoel resultado de la inyección. Muchas veces se inyecta en el sitio de salida del agua y se vadesplazando la filtración a otras zonas cercanas, por lo cual es preciso reinyectar hasta taponarla filtración. Esta solución permite economizar mucho dinero, ya que no requiere desocupartanques o piscinas, con lo cual se evita desperdiciar enormes cantidades de agua tratada.

REPARACIÓN DE FISURAS EN OBRAS HIDRÁULICAS



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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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