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8/11/2019 Asentamientos en Cimentaciones.docx

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Cimentaciones

Zapatas aisladas.

Las zapatas aisladas consisten generalmente en un cuerpo regular de concreto colocado a pocaprofundidad bajo el nivel superficial del terreno, y sirven para sostener una columna de edificio.

Las zapatas aisladas son el tipo ms comn de cimentaciones para edificios.

Zapatas en terrenos inclinados.

Por lo comn en terrenos inclinados las zapatas se escalonan a la manera de escaleras. A veces,cuando la inclinacin de la superficie del terreno es relativamente ligera, las cimentaciones secuelan de modo que se conformen a la inclinacin de la ladera.

Cuando una zapata deba encontrarse cerca de otra y a mayor elevacin, es comn restringir lacolocacin de tal modo que un plano trazado desde la parte inferior de la zapata ms alta, a unngulo de 45 grados de horizontal, no intersecte a la zapata ms baja. Este concepto se ilustra enla figura 14.2. por supuesto, la zapata inferior se deber construir y rellenar primero. No obstante

en algunos casos, ser necesario excavar por debajo de una zapata adyacente para instalar unanueva zapata a menor elevacin. Puede ser que el ngulo del talud superior no siempre seaseguro. Por ejemplo, si el suelo es de arena con ngulo de friccin de 30grados, el talud establede 30 grados significar que la zapata superior puede fallar. Es necesario pedir a los ingenierosde suelos mtodos adecuados.


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Cimentaciones

Si se hace necesario poner zapata a menor distancia que la lnea de 45 grados, puede ser

necesario limitar el valor de capacidad de carga para la zapata superior y puede esperarse que la

zapata inferior tenga asentamientos un poco mayores, puesto que soportar parte de la carga de

la zapata superior. Quiz sea mejor poner la zapata superior a mayor profundidad. Asimismo,ser posible modificar la localizacin de la zapata superior y hacer un diseo especial para la

conexin entre la columna y la zapata.

Hay otro problema relacionado con las cimentaciones en suelos estratificados o rocas

sedimentarias. Esta condicin se muestra en la figura 14.2. aunque el suelo o la roca sea firme,

cada plano de deposicin situado a la derecha de la zanja en un plano posible de corrimiento o

deslizamiento. La cua ABC no puede utilizarse para soporte de cimentaciones. La zapata de la

derecha deber mantenerse ms all del punto C; por lo contrario, la zapata de la izquierda

puede situarse ms cerca de la zanja.

Cajones acampanados.

Se han fabricado perforadoras especiales para la instalacin de cajones acampanados como los

que aparecen en la figura 14.3. el tipo de perforadora que se usa para instalar estos cajones se en

la figura 4.5. en general, se trata de un tipo muy econmico de cimentacin, porque esos cajones

no suelen estar reforzados. Se disean como columnas cortas, que no requieren acero vertical de

refuerzo.

Para fines de diseo, se considera que esos cajones son zapatas aisladas profundas y se utilizanvalores de capacidad de carga similares a los que se emplean en el caso de las zapatas aisladas.


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Cimentaciones

Cimentaciones planas.

Con frecuencia se utilizan cimentaciones planas bajo estructuras ligeras de uno o dos pisos, tales

como las casas, los edificios escolares y los edificios ligeros industriales y comerciales.

Por lo comn, el borde de la cimentacin se hace ms grueso para construir una zapata

perimetral. Adems, se puede poner rellenos o encostillados como partes de refuerzo de la

cimentacin, para recibir muros o zapatas. En la figura 14.4 se ilustra ese tipo de cimentacin.

Este diseo se emplea, sobre todo, por razones econmicas. No es adecuado en zonas de

congelacin profunda, en niveles freticos altos o en suelos expansivos.

En sus diseos, el Distrito Escolar de la Ciudad de Los Angeles utiliza frecuentemente

cimentaciones planas de este tipo.

Cargas temporales.

Los valores de la capacidad de carga que se dan en l figura 14.1 se aplican a cargas muertas

estticas, a cargas vivas estticas y, con frecuencia, a las cargas vivas aplicadas.

Tambin se pueden aplicar cargas temporales debido a la fuerza del viento, las presiones

ssmicas laterales, las fuerzas de impactos u otras cargas temporales de muy corta duracin. Para

esas circunstancias, se acostumbra dejar margen para un aumento de las presiones de carga

que pesan sobre el suelo. Los mrgenes varan del 10% hasta el 100% un incremento del 33%.

Durante la construccin, se pueden aplicar cargas temporales a las zapatas. Por ejemplo, es

frecuente que se pongan muros de concreto inclinados sobre zapatas, en posiciones de columnas

y en seguida se cuela la zapata corrida bajo el muro inclinado.

En ese caso, cuando se termina la construccin del edificio, la zapata puede estar sujeta a una

presin de carga mucho mayor que la que deba resistir en el diseo.


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Cimentaciones

En general hay cierta resistencia de reserva, que permite que se sobre carguen las

cimentaciones. A esto se le suele dar el nombre de factor de seguridad. Con frecuencia los

factores de seguridad van de 1.5 a 4.0

Si se planean cargas temporales que sobrepasen considerablemente el valor de capacidad de

carga de diseo, ser preciso revisar los planos con el diseador estructural del edificio, para

asegurarse de que no se sobrepasar la resistencia de reserva de la cimentacin. A veces las

cimentaciones fallan, debido a las cargas temporales de construccin.

Cimientos de suelos compactados.

Muchos suelos se depositan en forma natural no compacta, de modo que no proporcionan un

buen apoyo para las cimentaciones corrida. Por tanto, a menudo se usan cimentaciones en pilotes

o de otros tipos igualmente costosos.

En muchos de esos casos, resulta ms econmico excavar los suelos blandos o sueltos. A veces

se pueden utilizar para rellenos compactados de construccin; en otras ocasiones es necesario

traer de otra parte materiales para lograr un relleno adecuado. Esos suelos se utilizan para

rellenar las excavaciones. Los rellenos se pueden usar mediante clculo y compactacin para que

soporten las cargas de cimentacin. Esos rellenos se convierten en partes del sistema de

cimentacin de una estructura y a veces se denominan rellenos estructurales.

Es un caso como ste, la cimentacin para una central elctrica debera apoyarse sobre un estrato

de arena limosa fina y suelta, de 6 metros de espesor (20 pies). Desde el punto de vista

econmico, se consider conveniente retirar la tierra suelta. Despus de retirarla, se volvi a

compactar el suelo al interior de la excavacin. El espesor disminuy de 6 a 4.5 metros (20 a 15

pies). Se trajeron materiales adicionales para compensar la prdida, y los cimientos de la central

elctrica se instalaron sobre ese relleno estructural (vase la referencia 30).

Con frecuencia los suelos se compactan en el lugar en que se encuentran, para incrementar su

capacidad de carga para poder soportar el peso de las cimentaciones. En el captulo 23 se

analizan los mtodos de compactacin in situ.


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Cimentaciones

Tolerancias.Ubicacin de las zapatas.

En las primeras etapas de la construccin, la confusin que suele reinar puede hacer que una oms cimentaciones se cuelen fuera de sus posiciones correctas. Entonces se presenta unproblema relativo a la posibilidad de utilizar las zapatas.

En algunos casos, las zapatas se levantan por medio de gras y se colocan en los lugaresadecuados. En cierto caso, varias zapatas estaban fuera de la posicin en una distancia de 2pies (60 cm). Se perforan orificios en las zapatas, se fijaron pernos en ellos y se levantaron laszapatas. Las bases de las zapatas se limpiaron con agua. Se hicieron nuevas excavaciones dezapatas, que se extendan a una profundidad de 4 pulgadas (10 cm) ms que la original. Severtieron 10 cm (4 pulgadas) de concreto nuevo y se instalaron las zapatas sobre el concretofresco.

En muchas ocasiones se ha considerado la posibilidad de desplazar lateralmente las zapatas,unos cuantos centmetros, mediante el empleo de gatos hidrulicos o equipos pesados deconstruccin; pero es poco probable que ese procedimiento se haya empleado alguna vez en laprctica. Al parecer, esto implicara ciertos riesgos, debido a que se aflojaran y se alteraran lossuelos debajo de las zapatas, propiciando los asentamientos.

Es posible que la conexin de la columna a la zapata pueda aceptar cierto momento deinclinacin, en cuyo caso, ser todava posible utilizar la zapata desviada, en posicin excntrica.Esto deber verificarse con el ingeniero de estructuras.

Cuando las excavaciones para zapatas se cortan limpiamente en el suelo y no se usan cimbraslaterales, las cimentaciones se suelen extender hacia los lados ms de lo planeado; esto parecehacer que la cimentacin sea excntrica; sin embargo, en tanto los cimientos sean tan grandes o

mayores que lo planeado en las otras tres direcciones, no se sabe de ningn caso en el que esaexcentricidad haya provocado algn problema.

Secado o saturacin.

Los suelos situados al fondo de una excavacin de cimentacin se pueden alterar muchomediante el secado o la saturacin.

El secado debe restringirse y se puede regular rociando con frecuencia los suelos o cubrindoloscon lminas de plstico, lonas tierra suelta o paja.

Los suelos muy secos y que se contraen y agrietan mucho, pueden recuperar su contenido dehumedad despus de que se hayan terminado los cimientos y el edificio. En esas condiciones, larecuperacin de la humedad puede hacer que los suelos se dilaten y eleven, quiz levantando loscimientos o las losas de pisos.

Con frecuencia las excavaciones para cimentaciones se suelen saturar durante las lluvias fuertes,debido a que el agua se acumula en esos puntos bajos. En general, la solucin ms convenientesuele ser la de excavar a mayor profundidad, para retirar el suelo blando.


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Cimentaciones

Si ya se coloc el acero de refuerzo, puede que valga la pena efectuar otros experimentos.

Pueden hacerse sondeos para determinar el espesor de los suelos ablandados y el aumento

probable de los asentamientos. Para las estructuras flexibles, el asentamiento adicional esperado

puede no constituir un problema muy grave.

En algunos casos, se han utilizado calentadores y sopladores para provocar la desecacin rpida

de suelos saturados.

Excavaciones excesivas.

Muchas excavaciones de cimentacin se hacen con grandes mquinas excavadoras, cuyo control

en zonas muy limitadas a veces resulta difcil, por lo que es frecuente que las excavaciones sean

excesivas.

En cierto caso, se hicieron las excavaciones de cimentacin, se coloc al acero y el camin de

revolvedora estaba listo para verter el concreto. La inspeccin de los fondos de la excavacin

incluy el sondeo con una varilla de acero. En casi todas las excavaciones, la varilla se pudo

introducir con facilidad de 6 a 12 pulgadas (15 a 30 cm) en los suelos del fondo.

El fondo de las excavacin estaba plano; pero se descubri que el operador de la mquina haba

excavado en exceso, hasta 12 pulgadas (30 cm) ms de profundidad que lo indicado. Luego,

verti tierra suelta a excavacin, para nivelar el fondo.

Se han observado muchos casos en los que los suelos situados al fondo de las excavaciones

excesivas accidentales. La tierra se reintegr apresuradamente, para ocultar la equivocacin

cometida. En general, el relleno con concreto delgado se considera como parte de la cimentacin

de suelos y no como una extensin de la cimentacin de concreto propiamente dicha.

En general, resulta ms barato aceptar que se ha excavado en exceso, ya que el exceso se

puede resultar menos costoso que el tratar de compactar los suelos en zonas limitadas y

pequeas. En general, el relleno con concreto delgado se considera como parte de la cimentacin

de suelos y no como una extensin de la cimentacin de concreto propiamente dicha.

Con frecuencia los fondos de cimentacin son irregulares, debido a problemas encontrados al

excavar el suelo. La tendencia natural consiste en nivelar el fondo de la excavacin. Su aspecto

es mejor y resulta ms fcil poner el acero. La nivelacin se hace con tierra o grava y el material

empleado se compacta y se prueba, sin embargo la mayora de los ingenieros de suelos est

de acuerdo en que es mejor dejar el fondo irregular, sin alterar el suelo, echando un poco de

concreto para rellenar las partes ms bajas. El concreto de relleno puede colarse, si esto facilita la

instalacin del acero de refuerzo.


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Cimentaciones

Cargas excntricas.

Las cargas de volteo que hacen que se ejerzan fuerzas excntricas sobre los cimentos, son muy

comunes en las estructuras sujetas a cargas de vientos o ssmicas o para los muros decontencin.

El mtodo que ms se usa para analizar las presiones de cimentacin consiste en convertir la

excentricidad en una presin de suelos de forma triangular. Esto se indica en la figura 14.5.

Se puede recortar tericamente un extremo de la zapata, con el fin de que la parte restante de la

cimentacin sea concntrica. En este caso, la cimentacin se puede disear para que sea ms

pequea, utilizando el total de las presiones de capacidad de carga de diseo, como se indico

antes.

Zapatas inclinadas.

Las zapatas inclinadas se suelen utilizar como bloques de apoyo para apuntalamientos, como

anclajes de atiesadores y como bloques de anclaje para codos de tuberas. Esas zapatas tienen

una capacidad de carga ms baja que las zapatas cargadas verticalmente a la misma profundidad

promedio. A continuacin en la figura 14.6 se presenta una gua aproximadamente para estimar

la reduccin de la capacidad de carga.


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Cimentaciones

Inclinacin de la carga

A partir de la vertical

(grados)Para arcilla (%) Para arena (%)

030

45

60

90

100

80

70

60

50

100

40

25

15

10

Cimentacin en suelos expansivos.

Varios constructores de residencias han sufrido prdidas financieras, al construir numerosas casa

en suelos expansivos. Esos suelos se dilatan al humedecerse y se contraen al secarse. Los

cambios de volumen pueden ser del 5 al 10% o mayores (vase el captulo 7, seccin 7.11: el

captulo 8, seccin 8.10 y la figura14.7).


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Cimentaciones

El primer problema es el de identificar los suelos. A veces, se pueden encontrar indicaciones

mediante el examen del sitio. Los suelos expansivos suelen ser duros y agrietarse cuando se

secan. Las grietas del suelo son como ladrillos y no se pueden romper con facilidad. Cuando est

mojado, el suelo es plstico, como arcilla de alfarera:

1. Mantener constante el contenido de agua.

2. Situar los cimientos bajo el nivel de cambios de humedad.

3. Tratar los suelos expansivos con los compuestos qumicos, como la cal, para

estabilizarlos.

4. Excavar y retirar los suelos expansivos en las zonas de construccin, reemplazndolos

con suelos estables (vase la figura 14.7 a y b).

Cimentaciones Franki.

Un tipo de cimentacin popular en Europa y otras artes del mundo, y que se utiliza en algunas

regiones de los Estados Unidos, se conoce como cimentacin Franki. Las cimentaciones aisladas.

Se instalan mediante el empleo de un equipo especial.

En este mtodo, se introduce en el suelo, al nivel de la cimentacin, un bulbo de concreto de bajo

contenido de agua. Esto desplaza y compacta el suelo natural circundante. La cimentacin

resultante acta como una zapata aislada, pero se apoya en un suelo que se ha compactado

previamente hasta alcanzar una resistencia mucho mayor.

Cimentaciones en suelos corrosivos

Los compuestos qumicos que hay en algunos suelos pueden corroer el acero y deteriorar el

concreto. A estos suelos se les llama corrosivos, si los anlisis de laboratorio o las pruebas de

resistencia indican esas condiciones, pueden necesitarse precauciones espaciales para proteger

el concreto y el acero de refuerzo. Se han preparado tablas, basadas en la experiencia, para

indicar los porcentajes de compuestos qumicos que pueden crear problemas. En la pgina 170 se

presenta una tabla abreviada.

Basada en la referencia 31, para mostrar las cantidades de compuestos qumicos que pueden

causar dificultades.


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Cimentaciones

Una solucin comn en los suelos de alto contenido de sulfatos o cloruros, consiste en utilizar

cementos ms resistentes, tales como


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Cimentaciones

Porcentaje de SO3 contenido en

Agua del terreno Suelo arcilloso Gravedad Recomendaciones

0-0.3

0.03-0.1

Ms de 0.1

0-0.2

0.2-0.5

Ms de 0.5

No hay problemas

especiales

Algunos problemas,

sobre todo en paredes

delgadas de concreto

Problemas graves

No se necesita tomar

medidas especiales

Utilicese concreto de

cemnteo Prtland (tipo

II), resistente a los

sulfatos

Utilcese cemento de

supersulfato o alto

contenido de xido de

aluminio (tipo V)

El de tipo V, para que resistan la corrosin. Asimismo, el acero debe protegerse mediante

cubiertas ms gruesas de concreto, que deben tener un espesor mnimo de 4 pulgadas (10 cm)

Los puntos ms importantes de este post son:

HECHOS: Con frecuencia los cimientos de edificios se cuelan sobre rellenos de suelos sueltos, en los

lugares inadecuados. El agua fretica y algunos suelos pueden corroer o causar deterioros en el

concreto o el acero de refuerzo.

ATENCIN A : Las altas cargas temporales sobre las zapatas, que sobrepasen los valores de

capacidad de carga de diseo. La desecacin del suelo, si la excavacin permanece abierta durante

mucho tiempo. La acumulacin de agua de lluvia en el fondo de las excavaciones excesivas parazapatas, cuando se empelan mquinas grandes. Las pensiones laterales de carga sobre las zapatas,

debido a los puntales inclinados. Los suelos agrietados o expansivos.


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Cimentaciones

Asentamientos en Cimentaciones

Durante la construccin de edificios, a medida que las cargas de columnas se sitan sobre las

cimentaciones, stas se asientan.

Si los cimentos se apoyan sobre roca o suelos muy duros, los asentamientos pueden ser muy

pequeos; sin embargo, si se trata de suelos ordinarios de valle, el asentamiento puede ser de

una fraccin de pulgada o de varias pulgadas. Son comunes los asentamientos de a 1 pulgada

(1,27 a 2.54 cm).

Gran parte del asentamiento puede producirse durante la construccin. En otros casos, los

asentamientos se producen muy lentamente y prosiguen durante varios aos, despus de

concluida la construccin.

Asentamientos calculadosSe ha establecido un sistema de pruebas y clculos para estimar los asentamientos para una

cimentacin dada.

Cuando una carga se sita sobre una cimentacin, dicha carga se transfiere hacia abajo a cada

uno de los estratos del suelo en que se apoyan los cimientos. En la figura 15.1 se ilustra esta

distribucin de presiones. Inmediatamente debajo de las zapatas, la presin del suelo aumenta

hasta alcanzar casi la capacidad total de presin de carga. A profundidades de 10 20 pies (3 6

metros) por debajo de la superficie del terreno, la carga se distribuye entonces y el aumento de

presin es pequeo.


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Cimentaciones

Tabla 1 Valores tpicos de asentamientos para una carga de columna de 300,000 libras

(136,200 kg)

Tipo de suelo Presin Decarga(Ib/pie2)

Tamao De zapatas (pies) Asentamientos(pulgadas)

Arcilla duraArena

compactaArcilla

moderadamente

firmeArena

moderadamente

compacta

Arcilla blanda

Arena suelta

10,00010,0003,

0003,000

1,500

1,500

51/2X51/251/2X51/210X1010X

10

14X14

14X14

0.50.31.50.8

3.0

1.5

Para calcular los asentamientos, se divide en estratos el suelo en que se apoyan una cimentacin.Para obtener el asentamiento total, se estima el asentamiento de cada estrato y se suman losresultados parciales.

En la figura 15.1, la curva de presin natural del suelo indica que la presin del suelo, a unaprofundidad de 5 pies (1.5m) es de aproximadamente 500 Ib/pie2 (2,441 kg/m2), ya que el suelo

pesa cerca de 100 Ib/pie3 (1,625 kg/m3). La nueva cimentacin tendr una presin de carga de3,000 Ib/pie2 (14,647 kg/m2), debido a las cargas muertas y otras cargas estticas reales. Lascargas temporales debidas a los vientos, los movimientos ssmicos y otras cargas pocofrecuentes y de corta duracin, casi siempre se deducen por que influyen poco sobre elasentamiento. La presin del suelo se distribuye en ste y, por tanto, el aumento de presin a unaprofundidad de 5 pies (1.5m) no es de 3,000 Ib/pie2 (14,647 kg/m2), si no de aproximadamente2,100 Ib/pie2 (10,253 kg/m2).

Puesto que la presin normal a una profundidad de 5 pies es de 500 Ib/pie2 (2,441 kg/m2), estapresin aumentar a 2,600 Ib/pie2, debido al peso de la cimentacin. Basndose en la prueba deconsolidacin de laboratorio, se descubri que una muestra obtenida a una profundidad de 5 pies(1.5 m) se consolidaba muy poco cuando se le aplicaba una carga de 500 Ib/pie2 (10,253 kg/m2).Esto es razonable, puesto que el suelo se ha cargado ya a 500 Ib/pie2 (2,441 kg/m2) y se ha

consolidado.

La pequea consolidacin se toma como punto de partida para las mediciones. Al proseguir laprueba de consolidacin mediante la aplicacin de cargas ms pesadas, se descubri que el suelose consolida un 1% adicional, cuando se aplica a la muestra de suelo la carga completa de 2,600Ib/pie2 (12,694 kg/m2).


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Cimentaciones

Suponiendo que ese estrato tenga un espesor de 5 pies (1.5m), la comprensin total del estrato

ser de 0.6 pulgadas (1.5 cm) (60 pulg. X 1% = 0.6 pulgadas). Se pueden hacer clculo similar

para todos los dems estratos por debajo de la cimentacin. El total es el asentamiento esperado

de las zapatas, que es probable que se encuentre en la gama de 1.5 (3.81 cm).

En la tabla 1 se dan varios valores tpicos de asentamientos estimados para cimentaciones en

varias clases de suelos.

Asentamientos medidos.Los asentamientos se miden con frecuencia. Dichas mediciones pueden hacerse con mayor

facilidad y presin, si se hacen marcas en las columnas, en las primeras fases de la construccin.

Si no se hacen esas marcas de referencia, las observaciones de asentamientos se comparan de

nuevo con las elevaciones construidas para las cimentaciones o las losas de pisos apoyadas.

Esos registros suelen ser muchos menos exactos.

Asentamientos durante la construccin

Algunos suelos, como las arenas Y los materiales de drenaje libre, se asientan con rapidezcundo se someten a las cargas. Casi todo el asentamiento suele producirse durante elperiodo de construccin; por tanto, una vez concluida la construccin, prcticamente no seproducir ningn asentamiento.

Al contrario, los suelos limosos y arcillosos tienen un drenaje lento. Por consiguiente, durante la

construccin se producirn asentamientos que proseguirn durante varios aos, despus de que

se ha terminado la construccin.

Durante las pruebas de consolidacin el laboratorio, se puede medir la velocidad con que se

comprimen las muestras de suelos. Esto da una buena indicacin del tiempo que puede tomar el

asentamiento de las cimentaciones.

Se ha establecido un mtodo de clculo para estimar cuanto tiempo se requiera para que se

produzca la mayor parte de los asentamientos. El drenaje de un estrato de suelo depende de su

velocidad de drenaje y el espesor del estrato. Cuando sea analizado una muestra dado de un

estrato de suelo, se puede estimar el tiempo necesario para consolidacin, comparado el espesor

de la muestra de prueba con el del estrato del suelo, en el terreno.


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Cimentaciones

Muestra de prueba Estrato de suelo

Espesor = 1 pulgar (2.54cm) Velocidad de

asentamiento = 30 minutos Nota: El drenaje del fondo y

de la parte superior se aplica a la muestra de prueba y,

asimismo, al estrato de suelo. As, la trayectoria de

drenaje es de la mitad del espesor del estrato.

Espesor = 10 Mitad del

espesor = 60 pulgadas Tiempo

para el

asentamiento

= 30 das

En general, se considera que una capa de suelo est libre para drenarse, si hay capas de arena

por encima o por debajo de ella. Con frecuencia, los suelos arcillosos se entremezclan con

estratos de arena. En ese caso, los estratos de arena actan como capas de drenaje, haciendo

que los asentamientos se produzcan con mayor rapidez que en el caso de un cuerpo de limo o

arcilla, sin estratos arenosos.

Asentamientos admisiblesEl asentamiento de un edificio se puede medir como el asentamiento total de la estructura, o bien,como el asentamiento diferencial entre zapatas adyacentes o entre el centro y las esquinas de unedificio.

En general, si los asentamientos totales son uniformes se pueden tolerar sin grandes dificultades.Si todas las cimentaciones de un edificio se asientan 3 pulgadas, el nico problema ser el deacomodo de las instalaciones de servicio pblico que llegan al edificio y el nivel de las aceras obanquetas y las zonas de estacionamiento de vehculos.

Si el asentamiento de los cimientos es desigual, por ejemplo, en el caso de que la zapata de unacolumna se asiente 1 pulgada (2.54 cm), mientras que una zapata adyacente se asiente 2pulgadas (5 cm), esto puede hacer que el edificio se distorsione y que las paredes se agrien.Este tipo de asentamiento es mucho ms difcil de tolerar. Por consiguiente, los asentamientosdiferenciales tienen una importancia mucho mayor que los totales.

Algunos tipos de estructura, como las de almacenes grandes llegan a asentarse varios pies, y apesar de ello se ha tenido pocas dificultades para mantenerlos en funcionamiento. A menudo, losgrandes tanques de almacenamiento de petrleo se construyen suponiendo que el asentamientosea de un pie (30 cm). Lo ms importante es que el casco del depsito se asiente de manerauniforme en todas sus partes.

En las estructuras comerciales ms importantes, es comn limitar los asentamientos diferenciales

permisibles entre columnas adyacentes a 1/4de pulgada o menos. Los asentamientos entre

columnas adyacentes pueden ser aceptables para estructuras de madera o edificios industriales

de estructura ligera de acero.


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Cimentaciones

Mtodo de ajuste de asentamientoLos asentamientos pueden reducir mediante un cambio en el diseo de las cimentaciones, que

puede consistir en hacer cimientos ms grandes o ms profundos. Asimismo los asentamientos se

pueden reducir, si el sitio se carga previamente o se sobrecarga antes del construir el edificio(vase la seccin 15.7), o bien, efectuando una compactacin previa del suelo (vase el captulo

23). Si durante la construccin y al aplicar las cargas iniciales las asentamientos se producen con

rapidez, estos se podrn corregir y no constituirn un problema cuando se entregue el edificio al

propietario. Es posible acelerar el asentamiento, mejorando el drenaje de los suelos

comprensibles.

En lo que se refiere al empleo de cimentaciones ms anchas, se puede suponer, como gua

aproximada, que el asentamiento se reduce al aumentar el rea de apoyo de las zapatas

cuadradas. Por ejemplo, para una carga de columna de 400 kips, supngase que el tamao de la

zapata es de 8x8 pies (2.40 X 2.40m) y que el asentamiento estimado es de 1 pulgada (2.54cm).si el tamao de la zapata se aumenta a 12X12 pies (3.6 X 3.6m), el asentamiento ser de 8 + 12 =

2/3 de pulgada (1.69). Si el tamao de las zapatas aumentan a 16 X16 pies (4.80 X 4.80 m), el

asentamiento ser de 8 + 16 = 1/2 pulgada (1.27 cm). Esta gua se aplica mejor al suelo arcilloso

y limoso que al arenoso.

Con frecuencia el ajuste de los asentamientos se efecta cambiando el mtodo para armar la

estructura y la construccin de los muros, con el fin de hacerla ms flexible.

Los cimientos de edificios ligeros se pueden disear con pernos de anclaje largos y ngulos

sujetadores en la columna, que permitan que se inserten gatos y que de vez en cuando selevanten las columnas, para renivelar la estructura del edificio.

En un edificio se pueden hacer separaciones estructurales a ciertos intervalos. Esto permitir que

las distorsiones y los movimientos del edificio se lleven a cabo a lo largo de brechas pre-

establecidas.

Los tableros laterales que se sujeten a columnas de acero pueden absorber movimientos

diferenciales apreciables, sin distorsiones. Al contrario, los muros de concreto, los de ladrillo, los

de concreto colado in situ o los muros inclinados y continuos de concreto, son frgiles, se agrietan

con facilidad y sufren fracturas importantes, aun cuando los asentamientos diferenciales sean

pequeos. Es preciso recordar que los muros de concreto bien reforzados pueden tener una

considerable resistencia de trabe y pueden servir como puentes sobre las cimentaciones que

tienden a asentarse demasiado. A veces, los muros de los edificios se disean para que acten

como trabes. Esto parece funcionar bien, siempre que el claro no sea demasiado grande, ya que

en estos muros se produce una redistribucin de esfuerzos, que no puede determinar.


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Cimentaciones

Mtodos de Preconsolidacin.Relleno de sobrecarga

El asentamiento del suelo el que se va construir se puede forzar antes de edificar las estructuras.Con es fin, a menudo se suelen utilizar rellenos de sobrecarga. En general el relleno de

sobrecarga que se pone en un sito tiene un peso igual o mayor que el edificio que se va a

construir. Antes de iniciar la construccin debe dejarse que transcurra el tiempo necesario para

que se produzca el asentamiento.

Los rellenos de sobrecarga pueden ser del orden de 4 a 5 pies (1.20 a 1.5 m) para edificios

industriales de un piso, supermercados y edificios escolares. Los rellenos de sobrecarga pueden

ser de 30 a 40 pies (9 a 12 m) para edificios de concreto reforzado, los cuales son relativamente

pesados. A veces se constituyen rellenos de sobrecarga de 30 a 40 pies (9 a 12m) en los sitios en

que se construirn tanques pesados de almacenamiento centrales elctricas u otras estructuras

sumamente pesadas.

En el fondo de los rellenos de sobrecarga, se pueden poner marcadores de asentamiento para

medir el asentamiento y el trmino del asentamiento. En la figura 15.2 se muestra un relleno tpico

de sobrecarga.

Compactacin o compresin del suelo.

Existen varios para compactar o comprimirlos suelos. Entre ellos: (a) vibroflotacin; (b)

disminucin del nivel del agua, mediante el empleo de sumideros o web points; (c) excavaciones

del suelo para volverlo a colocar como relleno compactado, y (d) insercin de drenes de arena,

drenajes de mecha u otros dispositivos, para permitir que el agua se drene del suelo con mayor

rapidez. En estos mtodos se describen con ms detalle en captulo 23.


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Cimentaciones

CorreccinDesde la antigedad, el asentamiento de los cimientos ha constituido un problema; sin embargo,

muchas estructuras grandes y pesadas cuyos cimientos han sufrido asentamientos importantes

se han establecido o puesto de nuevo en sus posiciones originales. La tcnica de la construccinpermite corregir problemas muy graves de esta naturaleza, con nosotros razonables, en

comparacin con el costo de reemplazar la estructura. Esta tcnica aplicada a tiempo a la torre

inclinada de pista estabilizar la estructura y tal vez nivelarla de nuevo.

Los promedios de correccin que ms se utilizan son: (a) elevacin de los cimientos, inyectando

cemento de suelos u otros materiales bajo la cimentaciones; (b) soporte de columnas, mientras se

pone una nueva cimentacin bajo cimientos ya existentes: (c) extensin de las zapatas a una

elevacin menor, de porcin en porcin; (d) inyeccin de compuestos qumicos o lechada en

suelos porosos, bajo los cimentos y (e) instalacin de pilotes, cajones perforados u otros nuevos

cimientos adyacentes a las zapatas existentes, transfiriendo el peso de las columnas a esosnuevos cimientos, por medio de vigas de aguja, que se pueden insertar por debajo o por

encima de las zapatas, para conectarse directamente a las columnas. Otro mtodo menos comn

consiste en congelar el suelo, por debajo de una cimentacin, y mantenerlo permanentemente

congelado.

Asentamientos de otros tipos de cimentacionesEn este captulo se han estudiado los asentamientos de cimentaciones aisladas; sin embargo,

tambin se pueden producir asentamientos en otros tipos de cimentaciones, tales como los pilotes

friccin, los polotes de soporte en el extremo, grupo o conjuntos de pilotes, pilares rectos, cajones

perforados y acampanados y otras cimentaciones profundas.Las cimentaciones profundas aplicansus cargas a estratos ms firmes y profundos, o bien, distribuyen su carga sobre un rea a una

mayor profundidad.

Tambin esos cimientos se asientan al cargarse; pero, por lo comn, los asentamientos son

mucho menos que los delas cimentaciones aisladas.

Si se utilizaran cimentaciones aisladas en una zona dada y se experimentaran asentamientos del

orden de 1 a2 pulgadas (2.54 a 5.08 cm), se podra esperar que los cimientos sobre pilotes u otras

cimentaciones profundas apropiadas sufrieran asentamientos de 1/4 a 1/2 pulgada (0.6 a 1.27

cm). No obstante, si los cimientos llegan al apoyo final sobre rocas o suelos duros, losasentamientos sern esencialmente los que se deban a la contraccin elstica de los pilotes, al

situar las cargas. Supngase que un edificio se apoya en pilotes de friccin, que se apoyan en

todo el suelo a travs del que se hinchan, sin llegar a tener una carga de extremo final.


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Cimentaciones

Si una columna del edificio tiene una carga de 50 toneladas, puede sostener en un pilote simple.

Otra columna del edificio puede tener una carga de 400 toneladas y requerir ocho pilotes.

Aunque cada pilote se carga con una cantidad igual, 50 toneladas por pilote, se podr esperar queel grupo de ocho pilotes se asiente ms que el pilote simple. La diferencia de asentamiento puede

no ser grande; por ejemplo, el pilote simple se puede asentar 1/4 pulg., y el grupo de pilotes 1/2

pulg. El asentamiento diferencial resultante de 1/4 pulg. (0.6 cm) no constituir un problema

desde el punto de vista estructural y nunca se detectar, a menos que se tomen medidas precisas.

El asentamiento de pilotes individuales o de grupos de pilotes es ms fcil de estimar que el de las

cimentaciones aisladas. Se han creado mtodos simplificados para hacer estimados aproximadas

de los asentamientos. Esos mtodos son muy similares a los que se usan para calcular los

asentamientos de cimentaciones aisladas.


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Cimentaciones

Por lo comn, se supone que la carga sobre los grupos de pilotes se distribuye de tal modo que el

grupo de pilotes es equivalente aproximadamente, a una cimentacin aislada, situada a ciertaprofundidad por debajo del restante. Este concepto se ilustra en la figura 15.3. despus de

transformar el grupo de pilotes en una cimentacin aislada equivalente, sobre el suelo, ser

posible calcular la presin adicional del suelo. Utilizando esta presin del suelo, es posible estimar

la consolidacin de los diversos estratos de suelos bajo los cimientos, como se describi antes, y

ser posible calcular el asentamiento total. Por lo contrario, si los pilotes del grupo se hincan en

suelos blandos, y luego hasta el rechazo sobre grava y arena muy densa y profunda, la zapata

equivalente ser ms profunda, como se muestra en la figura 15.4.

Por lo comn, los asentamientos de estructuras apoyadas en pilotes son relativamente pequeos

y no usan problemas. Sin embargo, puede haber dificultades importantes si una parte de unaestructura se apoya en pilotes, mientras que otras partes se apoyan sobre cimentaciones aisladas.

En la figura 15.5 se muestra una estructura de dos pisos, apoyada en cimentaciones de pilotes.

Junto a ella, se levanta una estructura ms ligera, de un solo piso, sobre cimientos aislados, que

se sujet al edificio original de dos pisos. En el edificio de un solo piso se produjeron grandes

asentamientos.


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Cimentaciones

Por regla general, si una parte de una estructura se apoya sobre pilotes, las adiciones, aunque

sean ligeras, tambin debern ponerse sobre pilotes. Slo despus de un estudio muy cuidadoso

de los asentamientos probables, se podr considerar el uso de una combinacin de tipos de

cimentaciones. Si se combinan los tipos, ser mejor efectuar una separacin, con doblescolumnas, entre las dos partes de la estructura.

Los asentamientos para cajones perforados y acampanados, pilares profundos o una forma

modificada de cimentaciones aisladas, se pueden calcular utilizando las mismas tcnicas que para

las zapatas corridas.

La cimentacin Franki se utiliza tambin como cajn. Sin embargo, el caso se compacta y

preconsolida. Por tanto, los asentamientos son apreciablemente menores que los que pudieran

calcularse para otros tipos de cajones apoyados en el suelo. En general esta cimentacin se

emplea para apoyos en suelos arenosos.

Debe sealarse de nuevo que este anlisis no indica con exactitud la manera de efectuar un

clculo del asentamiento. Se pueden obtener ms datos por medio de pruebas, como las que se

describen en la referencia 4; pero tampoco en esas referencias se indica el mtodo, as como

tampoco lo indican los ingenieros de suelos.

Resumen. Los principales puntos de este post son los siguientes:

HECHOS: Los cimientos de los edificios se asientan; lo importante es saber la

medida en que esto sucede. Las mayores dificultades se deben a los de

asentamientos desiguales de las columnas adyacentes. Los asentamientos de zapata

en la arena son rpidos y se producen durante la construccin. Las zapatas sobre

arcilla se asientan con lentitud. Adems, se pueden mejorar las condiciones de los

sitios para reducir el asentamiento.

ATENCIN A : Un sitio de construccin que tiene suelos firmes en un lado y blando en

el otro. Zapatas muy cargadas, adyacentes a zapatas con cargas ms ligeras.


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Cimentaciones

Patologa de las Cimentaciones

DURABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO

El concreto ha probado a travs de los siglos ser un material durable. Existen an estructurasconstruidas por los romanos, teles como edificios, cimentaciones, estructuras hidrulicas, que hansoportado por casi 2000 aos la agresin del medio. Hay innumerables estructuras que no hansobrevivido; muchas de ellas probablemente sufrieron degradacin, perdieron sus condiciones deservicio y fueron abandonadas y destruidas con el tiempo.

En el mundo moderno, nadie pretende que las estructuras sean eternas. La dinmica delcrecimiento las renovar o reemplazar probablemente en el lapso de 100 aos, lo que si sepretende es que las estructuras sena durables, es decir que mantengan las caractersticas deservicio y resistencia, para las que fueron diseada, por lo menos por el lapso de su vida tilprevista.

Para lograr este propsito, es indispensable que las estructuras, adems de ser diseadas porresistencia, se diseen por durabilidad.

En muchos casos el deterioro se evita tomando medidas preventivas, que requieren para seradecuadas, del conocimiento de los agentes agresivos y de la interaccin de los factores queafecta la durabilidad. El deterioro, la generalidad de las veces e s consecuencia de una eleccinimperfecta, al casar al concreto elegido, para ser usado en un medio determinado, con lascaractersticas de ese medio. Una de las ventajas del concreto es la posibilidad de poder obtenerpropiedades determinadas con la seleccin apropiada de cemento, agregado y aditivos y susproporciones. La perfomance del concreto estar influenciada adems, por el diseo y lasprcticas constructivas. Ver figura N 1.


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Cimentaciones

QU ATENTA CONTRA LA DURABILIDAD?La durabilidad de una estructura puede ser comprometida por varios factores reconocidos de

degradacin del concreto que van desde los superficiales por desgaste, hasta los qumicos que

afectan la masa misma del concreto y que se pueden agrupar en: (Ver Tabla 1).

a. Agentes fsico-mecnico como la abrasinsea sta por slidos o lquidos el impacto, la

vibracin, y los ciclos de congelamiento y deshielo.

b. Agresin qumica, tal es el caso de la corrosin del concreto por ataque de cidos, de sulfatos y

otros elementos o compuestos presentes en el medio.

c. Agresin electro-qumica, que ocurre en estructuras de concreto armado cuando por la

presencia de sales, especialmente cloruros, se genera una celda galvnica con flujo de electrones

a travs del electrolitoconcreto contaminado con cloruros o hmedos - , y corrosin del acero,

con la consecuente expansin de los xidos, producto de la corrosin, que finalmente destruyen el

concreto por las tracciones internas generadas.

d. Fisuramiento trmico que ocurre en la superficie de elementos estructurales masivos, cuando

se produce una gradiente trmica muy pronunciada entre la superficie y la masa interior del

concreto.

En la tabla 1 se muestra una relacin de los mecanismos de deterioro del concreto.

En este trabajo se presentan las caractersticas del mecanismo de deterioro que ms prdidas

produce, la corrosin del concreto por ataque qumico y la agresin electo qumica o corrosin del

refuerzo.

MECANISMOS DE ATAQUE AL CONCRETOLos problemas de durabilidad ms comunes en estructuras que estn en contacto con el suelo o

con el agua, tales como las cimentaciones son debido al deterioro y destruccin de los materiales

concreto y acero por agresividad del medio. Se describe seguidamente los mecanismos de

deterioro ms comunes, clasificados en dos grupos segn sea la agresin de origen qumico o de

origen electroqumico, su conocimiento es indispensable para poder hacerles frente y tener la

posibilidad de construir cimentaciones resistentes a l agresin del medio.


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Cimentaciones

Tabla 1. Mecanismos de deterioro

Factores que

pueden producirdeterioro

prematuro

Caractersticas del concreto Caractersticas delmedio

Manifestacionesdel deterioro

1. Helada y

deshielo

Ausencia de aire incorporado

en la pasta de cemento o

agregado exc. Poroso o

ambar en concreto

Humedad, heladas y

deshielo

Expansin interna

2. Ataque

qumico agresivo

a. Sulfatos

b. B. (Leaching)

Excesiva cantidad de

aluminatos de calcio

hidratados en la pasta decemento

Porosidad excesiva

Humedad con

concentracin excesiva

de contenidos de sulf.Disueltos solubles.

Humedad de pH bajo y

contenido bajo de cal

disuelta

Expansin int. Y

rajaduras

Disolucin yprdida de

componentes

3. Abrasin Baja resistencia a la abrasin Abrasivo muchas veces

en cero bajo el agua

Desgaste de

superficie con

prdida de materia

4. Corrosin del

refuerzo

Metal corrosivo y frecuente

presencia en el concreto de

agentes que inducen a la

corrosin

Humedad cero,

humedad y agentes que

inducen a la corrosin

Expansin interna

y rajaduras

5. Reaccin alkali

Slice

Cantidad excesiva de slice

sobuble en agregados y

lcalis den el cemento

Humead cero. Humead

y lcalis

Expansin

6. Otras

a. Cemento

b. Fisuracin

Plstica

Cantidad exc. De CaO o MgO

no hidratados en el cemtno

Falta de contenido de

humedad sostenido en el

perodo de curado

especificado.

Humedad

Indice alto de

evaporacin de la

humedad

Expansin interna

y rajaduras

Fisuracin en

edad temprana


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Cimentaciones

MECANISMO DEL ATAQUE QUMICO DE LA CORROSIN DEL CONCRETOLa corrosin del concreto puede darse por factores internos y por factores externos.

La corrosin por factores internos se da por las reacciones entre los componentes del concreto.Entre ellas tenemos, la reaccin lcaliagregadoes decir la reaccin de los agregados o por

reaccin de los cementos. La reaccin lcaliagregado no se ha dado en Per o por lo menos

no esta documentada su ocurrencia; la reaccin de los agregados se debe al cido sulfrico que

se forma por oxidacin de sulfuros de fierro, esta reaccin tampoco est documentada en el Per;

la reaccin del cemento se da por exceso de cada libre o por exceso de magnesio, esta

ocurrencia es cosa del pasado por que las normas de fabricacin de cementos ponen lmites

severos al contenido de ambos productos.

La corrosin del concreto por factores externos es un fenmeno qumico que se produce por la

reaccin de sustancias agresivas externas con los lcalis del concreto, producto de la hidratacin

del cemento. En este tipo de corrosin la que nos interesa tratar en estas notas. La corrosin por

factores internos la mencionaremos muy sucintamente.

SUSTANCIAS AGRESIVAS AL CONCRETO EN EL SUSELO Y EN EL AGUALas sustancias ms dainas a la estructura de concreto que estn enterradas en el suelo y en

contacto con aguas subterrneas, y que dan origen a la corrosin del concreto, son los sulfatos y

los cidos. A estos agentes se le suma los cloruros, por su accin destructiva cuando penetran al

interior de elementos de concreto armado. Los cloruros, si bien no son dainos al concreto, su

penetracin en ste origina, como veremos ms adelante, la corrosin del refuerzo.

Es importante notar que la actividad nociva de los sulfatos y de los cidos slo ocurre en

presencia de humedad. Por lo general solo las sustancias qumicas que estn en solucin son

agresivas al concreto y su grado de agresividad depender de su concentracin en la solucin.

El nivel de concentracin tolerable de sulfatos es sustancialmente mayor en suelos relativamente

seco y bien drenado que cuando los sulfatos estn presentes en el agua subterrnea, es la

concentracin de sulfatos en el agua la que decide si es necesario tomar medidas de prevencin.

Las aguas subterrneas generalmente aguas de origen natural; su agresividad estar en funcinal contendido de qumicos que recoja en su pasos el subsuelo.

Debe tenerse encuentra tambin la ocurrencia de agua de desecho industrial; stas por lo generaltienen concentraciones muy altas de cidos y son difciles de manejar. En la cercana a plantasindustriales que procesan o producen sustancias qumicas, se encuentra con frecuencia suelosaltamente contaminados son sustancias que pueden ser destructivas del concreto.

La vulnerabilidad del concreto ser mayor cuando las soluciones agresivas se encuentran bajopresin y son forzadas a penetrar en las porosidades y fisuras del concreto.


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Cimentaciones

El agua de mar tiene un alto contenido de sales disueltas las principales son cloruros (alrededorde 18000 ppm) y sulfatos (alrededor de 2000 ppm). A pesar del alto contenido de sulfatos, el aguade mar, en condiciones normales, tiene agresividad moderada sobre el concreto de buenacalidad. Algunos investigadores piensan que la poca agresividad es debida al efecto inhibidor de

las otras sales en especial la de cloruros. Es importante notar que en algunos lugares, tales comoestuarios, radas de puerto y cuerpos de agua, donde existe obstruccin de las corrientes de lamarea, puede ocurrir mayor concentracin de sales e incluso de compuestos orgnicos agresivos,en particular cuando hay contaminacin por desechos orgnicos, minerales u otros. En el puertodel Callao tenemos ejemplos muy recientes de destruccin de pilotes de concreto por severaagresin qumica y electoqumica. La experiencia en estructuras marinas, en aguas nocontaminadas, muestra que la exposicin atmosfrica en las zonas de manera y de salpicadura,es el ambiente ms corrosivo. En aguas contaminadas el ataque qumico ocurre tambin en elcuerpo del pilote permanente sumergido.

ATAQUE QUMICOEl ataque qumico de cemento Prtland se manifiesta por:

LixiviacinEl paso del agua a travs del concreto por filtracin o por presin produce la disolucin yextraccin de la cal libre con la consecuente prdida de volumen y de resistencia. La disolucinde la cal del concreto ocurre tambin por contacto con aguas blandas debido al bajo contenido desales que tienen estas (2).

Degradacin de los aglomerantes del cementoLos cidos fuertes y algunas sales pueden reaccionar con los hidratos e hidrxidos del cemento.

Expansin de los productos de la reaccinLos mecanismos de expansin se producen en el ataque por sulfatos, en el cristalizacin de sales,y en la reaccin lcaliagregado.

Cristalizacin de sales

La formacin de cristales resulta en expansin interna que rompe por traccin el concreto. Este

mecanismo debe ser considerado cuando el concreto esta colocado en ambientes muy

contaminados y ocurre generalmente, cuando hay filtracin de agua a travs del concreto.

En este trabajo nos ocupamos slo de la corrosin del concreto producida por sulfatos y por aguas

cidas por ser las sustancias agresivas ms comunes en los suelos.


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Cimentaciones

ATAQUE POR SULFATOSEl ataque por sulfatos ocurre especialmente en concretos sumergidos en agua de mar y en

concretos enterrados o en contacto con el suelo cuando stos tienen humedad. Su poder

destructivo depender de su concentracin en solucin en los suelos y aguas subterrneas.

Los sulfatos ms comunes que se encuentran de manera natural en aguas subterrneas son: a)

el sulfato de calcio o yeso (CaSO4); b) el sulfato de magnesio (Mg SO4) y c) el sulfato de sodio

(Na SO4). Los sulfatos de sodio y magnesio son muy solubles en agua y por tanto pueden

encontrarse en concentraciones mucho mayores que con sulfato de calcio. A igualdad de

concentraciones en sulfato de magnesio es mucho ms agresivo que los sulfatos de sodio, calcio

y potasio; su agresin tiene mayor alcance, ya que adems de reaccionar con los hidrxidos de

calcio y los aluminatos, descompone los silicatos de calcio hidratados, es decir la pasta de

cemento.

Los sulfatos pueden producir la desintegracin del concreto al reaccionar con los hidrxidos de

calcio (cal hidratada) liberados en el proceso de hidratacin del cemento, y forman sulfato de

calcio (yeso). Este a su vez reacciona con el aluminato hidratado de calcio para formar el sulfo

aluminiato de calcio (etringita). Estas dos reacciones dan productos slidos de mayor volumen

que el original y son causantes de las expansiones y rupturas del concreto.

La descomposicin y desintegracin del concreto es progresiva mientras ste est expuesto a los

agentes que la produce. De no ser detectada y controladas a tiempo, su avance comprometer el

recubrimiento de las barras dejando expuestas la armadura a la accin agresiva directa del medio.

El efecto ser mas grave y destructivo cuando las sales penetran en la masa del concreto

arrastrada por la presin del lquido, como ocurre en las estructuras de contencin de suelos o de

agua. El dao en estos casos se concentra en la superficie opuesta, en las fisuras por donde

ocurre la filtracin por la acumulacin de sales en las superficies.

Adicionalmente al fenmeno qumico e independientemente a ste, se produce en muchos casos,

un fenmeno fsico, que consiste en la cristalizacin de las sales de sulfatos en los poros y en las

fisuras del concreto. La destruccin del concreto se debe a la expansin de las sales al

cristalizarse.


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Cimentaciones

EL ATAQUE POR CIDOSPor lo general el concreto de cemento Prtland tiene poca resistencia al ataque de cidos. La

agresividad de los cidos en el subsuelo ocurre por su presencia en las aguas subterrneas. Los

cidos mas comunes de encontrar en disolucin en aguas subterrneas son los cidos de origenorgnico tales como el cido rico que se encuentra en depsitos de turba y el cido carbnico

derivado del dixido de carbono disuelto. Algunas veces las aguas de origen pantanoso pueden

contener cido sulfrico como resultado de la descomposicin bacteriana de los compuestos

sulfurosos. Por lo general la presencia de sulfatos en solucin en las aguas subterrneas

particularmente en suelos arcillosos, es ms frecuente que la acidez .

La acidez, es decir la presencia o ausencia de compuestos cidos se mide con la escala

logartmica del indicador de iones de hidrgeno, pH. Cuando el pH del suelo o del agua

subterrnea est debajo del punto neutro 7,0, el agua es cida y por lo tanto capaz de atacar a

cualquier tipo de cemento Prtland. La severidad del ataque depender de varios factores:

a) Del tipo y concentracin de cido presente, los cidos orgnicos como los inorgnicos,

excepcin del cido fosfrico, al descomponer la cal del cemento, forman sales de calcio

como cloruros, nitratos y sulfatos, que son solubles en agua.

b) De la posibilidad de renovacin del suministro de la solucin cida. Cuando no hay flujo de

agua ni cambios de humedad o de nivel de la napa, la reposicin de las soluciones cidas

es difcil y la acidez puede ser totalmente neutralizada, con relativo poco dao despus del

ataque inicial al concreto, los ciclos de humedecimiento y secado puede ser muy dainos;

las sustancias disueltas pueden migrar por las masas de concreto y depositarse en la

superficie puede ser de las mismas sustancias o de algn producto de la reaccin formada

en el concreto.

c) Del contenido de cemento y de la impermeabilidad del concreto. Los concretos pobre y

permeables son ms susceptibles al ataque.


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Cimentaciones

MECANISMO DEL ATAQUE ELECTO QUMICO O DE LA CORROSIN DEL REFUERZOLas barras de refuerzo de concreto estn sujetas a dos tipo de deterioro: oxidacin directa en

presencia de humedad y oxigeno; y corrosin por accin electroqumica, que se produce por la

presencia de cloruros conjuntamente con humedad de oxgeno.

Proteccin del refuerzo

El acero de refuerzo est protegido de la corrosin por el recubrimiento de concreto que le provee

una barrera protectora y por el ambiente alcalino producto de una combinacin de reacciones

qumicas en la superficie del acero. Al fraguar, el cemento suelta lcalis, hidrxidos de sodio,

potasio y calcio, convirtiendo al medio alrededor de las barras en pasivo, con un pH alto en el

rango de 12.6 a 13.5. En este medio alcalino alto se produce una reaccin qumica en la

superficie del concreto, formndose una pelcula protectora que inhibe las reacciones

electroqumicas del proceso de corrosin. Ver fig. N 2.

La superficie del acero embebida en el concreto permanecer pasivamente mientras subsista un

pH alto y no haya presencia importante de cloruros aunque el oxigeno y la humedad lleguen al

acero.

Factores que destruyen la proteccin

Esta situacin no es esttica, la pasividad del acero se pierde cuando se reduce la alcalinidad del

concreto, esto ocurre bajo las siguientes condiciones: a) Por carbonatacin del concreto, b) Por

presencia de concentraciones de cloruros en el concreto que rodea las barras, y c) Por corrientes

elctricas que recorren la masa del concreto.


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Cimentaciones

a. Carbonatacin del concreto

Se produce por la reaccin qumica de los lcalis del concreto, particularmente el hidrxido decalcio, con el anhdrido carbnico del aire, que da como resultado el carbonato de calcio. En esta

reaccin, el pH del concreto cae a valores por debajo del nivel de proteccin, dejando a las barrasen unos ambientes neutros y expuestos a la oxidacin directa en presencia de humedad yoxgeno. La corrosin de las barras en estos casos es generalizada. El ritmo de avance de lacarbonatacin depende, en gran medida, en la calidad del concreto, en particular en supermeabilidad, y en el estado de fisuracin de las superficies.

b. Cloruros en la cercana de las barras de acero

Cuando estn en presencia de humedad y oxgeno, convierten al concreto en un electrolito,destruyen la pelcula pasivamente que las rodea y protege, y reaccionan con el fierro, generandoun proceso electro-qumico que produce corrosin del refuerzo de acero aun en concreto nocarbonatados. La corrosin debida a cloruros es generalmente localizada. Los cloruros pueden

ingresar al concreto, trados por la brisa marina, por el agua de mar en las zonas de salpicadura,por la atmsfera de ambientes industriales contaminados con cloruros, por la aplicacin decloruros de sodio como agente contaminante en la superficie de los puentes como ocurre enpases nrdicoso por su presencia en el suelo ya sea por su origen marino o por contaminacin.

Los cloruros pueden tambin estar presentes en la masa del concreto, introducidos en el procesode preparacin de la mezcla, con los agregados con el agua de mezcla o con los aditivos delconcreto.

La composicin qumica del cemento es un factor importante en la neutralizacin de los sulfatosdel cemento y de los cloruros en el concreto. El aluminato triclcico, C3A, reacciona con dichassales y forma compuestos insolubles. Ser por tanto ventajoso el empleo de los cementos con

mayor contenido de C3A.

c. Las corrientes elctricas directas

Pueden ingresar al concreto inducidas por equipos tales como motores elctricos no aislados,sistemas de puesta a tierra defectuosos, trenes elctricos etc. Cuando dichas corrientes, alrecorrer el concreto, encuentran discontinuidad elctrica en la armadura y esta no tiene unadescarga a directa a tierra, se produce corrosin localizada en los puntos de salida de la corrientede cada barra.

El efecto de las corrientes vagabundas ser ms grave en concretos de baja resistividad, talescomo concretos con contenidos altos de humedad o concretos contaminados con cloruros. La

corrosin por corrientes vagabundas es una ocurrencia muy frecuente en edificaciones industrialescon procesos hmedos y en los que los equipos no estn aislados del concreto. Ocurre tambinen estructuras enterradas en suelos de baja resistividad elctricapor lo general suelos hmedoscon alto contenido de salescuando hay sistemas de puesta a tierra de equipos industriales o desistemas elctricos como son las centrales de trasformacin elctrica.


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Cimentaciones

Efectos de la corrosin

La corrosin del refuerzo genera xidos de fierro en la superficie de las barras que producenfuerzas expansivas muy altas, que eventualmente destruyen al concreto que forma el

recubrimiento y dejan a las barras expuestas directamente al medio y a la corrosin atmosfrica.

Las caractersticas de la destruccin dependern del tipo de corrosin, de si stas es localizada ogeneralizada, de la disposicin de la armadura y su ubicacin en la seccin del elemento, etc.

La corrosin lleva generalmente, la prdida de la competencia estructural; por la destruccin delconcreto; por la corrosin del acero que, cuando es generalizada produce reduccin de la seccinde la barra y prdida de adherencia y cuando es localizada produce picaduras que originanconcentraciones de esfuerzos que puede llevar a la rotura de las barras con resultadosgeneralmente graves.

DISEO POR DURABILIDADCuando se disea o construye una estructura de concreto, es indispensable tomar en cuenta unaserie de factores interrelacionados para asegurar su durabilidad, estos son:

Las condiciones del medio Los mecanismo de ataque al concreto

La medida de prevencin

CONDICIONES DEL MEDIOEs esencial en primer lugar conocer las condiciones de exposicin a las que estar sujeto elelemento estructural en su vida til prevista. La evaluacin de las condiciones del suelo deberealizarse en base a una investigacin del sitio ligada al conocimiento geolgico del rea. Dicha

evaluacin no debe limitarse a establecer las condiciones de estabilidad y resistencia del suelo.Debe establecer tambin, la presencia de sustancias dainas al concreto, la humedad del suelo yel origen de la misma, el nivel de la napa fretica, y finalmente la resistividad electrice de lossuelos hasta la profunda comprometida por las estructuras enterradas.

La agresividad del suelo depende no slo de la agresividad inherente de las sustancias qumicaspresentes sino tambin de su disponibilidad en el tiempo. Por lo general habr un balance entre elritmo de ataque y el ritmo en el que la sustancia agresiva se repone por migracin en el suelo y amedida que la reaccin prosigue, a travs del concreto atacado. Dado que las migraciones desustancias en el suelo solo se da cuando hay presencia de humedad, no slo debe ponerseatencin en determinar que agentes agresivos estn presentes, sino tambin evaluar lapermeabilidad del suelo, las variaciones de la napa fretica y los efectos de los cambiosestacionales y climtico en el movimiento del agua subterrnea.

Una vez que se conoce el medio, debe identificarse a los agentes agresivos en base a la

experiencia propia o bibliogrfica para luego establecer los mecanismos de deterioro a los que

podra estar sujeta la estructura y para definir las medidas de prevencin ms convenientes.


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Cimentaciones

MECANISMO DE ATAQUEEl conocimiento de los mecanismos de ataque al concreto es indispensable para poder definir las

medidas de prevencin ms convenientes para cada caso. Debe tenerse en cuenta que la

generalidad de las veces la destruccin del concreto se da por una combinacin de factores quese superponen y se suceden unos a consecuencia de los primeros. En el numeral 4.0 de este

trabajo se describen los mecanismos de ataque ms frecuentes que deben tenerse en cuenta.

MEDIDAS DE PREVENCINLa prevencin contra deterioro involucra a todas las actividades de un proyecto, desde el diseo ydetallado, seleccin de materiales, procesos constructivos, proteccin y mantenimiento.

Las medidas de prevencin deben ser ms severas en estructuras en las que ser difcil oimposible su inspeccin peridica, tal es el caso de las cimentaciones, estructurales enterradas ode las estructuras sumergidas.

Hay una serie de medidas de prevencin contra la corrosin del concreto y corrosin del acero

que son comunes, hay otras que tiene un carcter ms especfico al tipo de agresin que se

desea combatir. Las medidas de prevencin comunes estn relacionadas con la calidad del

concreto y en especial con su permeabilidad.

En cimentaciones y otras estructuras en contacto con el suelo y el agua son ms las medidas de

prevencin comunes que las especficas. Porque en medios agresivos la corrosin del concreto,

al no poder ser controladas pro falta de inspeccin, llevar necesariamente a la corrosin del

refuerzo.

Debe tenerse presente que solamente las estructuras bien diseadas por durabilidad, construidas

con materiales de la mas alta calidad, asociada con una ejecucin rgidamente controlada,

pasarn la prueba del tiempo en medio agresivo.

La prevencin comprende medidas relativas al diseo y medidas relativas a la calidad del

concreto, medidas de proteccin complementarias.

Medidas relativas al diseo y detallado

En la etapa de diseo y detallado se toman decisiones que influyen directamente en la durabilidad

de las estructuras. Las decisiones para ser correctas, tienen que basarse sobre el conocimiento

profundo de las caractersticas del medio donde estarn inmersas las estructuras y de las

caractersticas del uso al que estarn sometidas.

Es recomendable que en la etapa se tomen decisiones correctas sobre aspectos tales como:


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Cimentaciones

a. Recubrimiento del refuerzo

El propsito del recubrimiento es de proveer una barrera semiimpermeable suficientemente

gruesa, para asegurar el concreto, en contacto con el acero, no est carbonatado ni contaminadopor sales.

El espesor del recubrimiento debe ser compatible con las caractersticas agresivas del medio. La

norma tcnica nacional E060, Estructuras de Concreto Armado, establece los recubrimientos

mnimos y llama la atencin sobre los ambientes corrosivos y otras condiciones severas de

exposicin.

El recubrimiento debe mantenerse en todas las superficies, de ser posible incrementarlo en los

bordes y esquinas.

Las estructuras sujetas a presin hidrosttica, deben recibir proteccin adicional y en lo posible

deben ser aisladas del agua mediante membranas impermeabilizantes. Es de notar que en ciertos

ambientes, tales como ambientes marinos, el recubrimiento de concreto puede ser insuficiente

como barrera contra la penetracin de sales y ser necesario recubrir a medidas especiales para

lograr mayor impermeabilidadrevestimiento selladores o concretos de muy baja permeabilidad

logrados con el empleo de aditivos densificadores.

b. Control de fisuracin

Las fisuras en la superficie del concreto aumentan el riesgo de penetracin de sales, oxgeno y

humedad, propiciando corrosin del concreto y del acero. La fisurain generalmente se explica

por razones de trabajo estructural, tal como las fisuras por flexin, o, por tracciones debidas a la

contraccin del concreto. Este ltimo producto de la fragua del concreto, del proceso de secado o

de las gradientes trmicascaso de elementos estructurales masivos. Para controlar los efectos

de la fisuracin que tiene su origen en el comportamiento estructural, es necesario limitar el ancho

de fisuras, mediante una adecuada seleccin, dimensionamiento y distribucin del refuerzo.

La contraccin del concreto debe controlarse principalmente mediante la seleccin de los

componentes del concreto y sus proporciones, con procesos de compactacin y curado

adecuados y con juntas de control bien ubicadas.

La gradiente trmica debe controlarse limitando la temperatura del concreto cuando se lo coloca.

Para ello ser necesario reducir la resistencia del concreto al mnimo posible para reducir la

cantidad del cemento; empelar aditivos apropiados y encofrados que minimicen cambios de

temperatura.


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Cimentaciones

c. Seccin de los elementos

Los agentes agresivos del medio penetran al concreto a travs de las superficies. Cuando menor

sea la superficie expuesta menor ser la contaminacin del concreto. En consecuencia, en eldiseo debe buscarse secciones de permetro mnimo. Ser mejor, en este aspecto, las

secciones rectangulares que las secciones con patn, y una seccin rectangular ancha que dos

angostas, etc. (ver figura N 3).

Las estructuras masivas son menos vulnerables al ataque qumico que las estructuras de

secciones pequeas, por la menor relacin del rea superficial a volumen expuesto. Sin embargo,

problemas de otro tipo, ligados a la fisuracin trmica, que pueden ocurrir en estructuras masivas

si no se tiene cuidado en la seleccin de los materiales y en el curado.

Los bordes y las esquinas son ms susceptibles al ataque. Debe proveerse drenajes para la

excavacin de aguas sean stas de cualquier origen. El agua acumulada ingresa a la masa de

concreto y al hacerlo disminuye su resistividad, facilitando los procesos de corrosin galvnica. El

agua debe drenar sin grandes recorridos horizontales y sin humedecer innecesariamente lassuperficies verticales. El diseo de los drenes debe evitar el humedecimiento del concreto por

capilaridad. Los drenes que atraviesan el concreto deben ser de materiales libre de corrosin (fig.

4).

Las aguas del subsuelo deben drenarse o desviarse de manera que las estructuras enterradas no

sirvan de elementos contenedores de su flujo. La presin de agua contra la superficie de concreto

forzar el ingreso del agua a la masa del concreto y con ella de las sales y soluciones cidas.


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Cimentaciones

Medidas relativas a la calidad del concreto

En la generalidad de los casos en ms efectivo y econmico lograr concretos de calidad que

brinden proteccin duradera al esfuerzo que recurrir a medidas de proteccin adicionales ocorrectivas.

La observacin de obras y la experimentacin realizada en los ltimos aos, ha llevado a

establecer que la durabilidad de una estructura de concreto est relacionada directamente con la

permeabilidad de sus concretos. Es posible decir que permeabilidad es sinnimo de durabilidad.

(9).

La permeabilidad no es nica, depender del agente agresivo que trate de penetrar en el concreto,

as tenemos: permeabilidad a los lquidos (agua, agua cida, agua de mar, soluciones de sulfatos,

aguas duras, etc.); permeabilidad a los gases (oxgeno, CO2, SO3 etc) o permeabilidad al in

cloruro.

Las ventajas que se logran con concreto de permeabilidad baja son mltiples:

I. Ritmo de carbonatacin ms lento. En concretos densos, el ritmo de carbonatacin disminuye

sustancialmente y puede detenerse totalmente a 10 15 mm de la superficie. En cambio en

concretos permeables el ritmo de carbonatacin es ms rpidopor la mayor superficie expuesta

y la penetracin ser incontrolada.

II. El ingreso de agua ser restringido y en un determinado medio ambiente, menor cantidad de

agua penetrar y quedar retenida en la masa de concreto. En consecuencia dichos concretos

tendrn menor conductividad elctrica, y se privar al proceso elctrico de uno de sus

componentes esenciales: la humedad.

III. La penetracin de salescloruros y sulfatosy soluciones cidas ser restringida y mas lenta.

IV. Mayor resistencia a la compresin, a la traccin y mayor mdulo de elasticidad.

La permeabilidad es afectada por factores relacionadas con la seleccin y dosificacin de los

materiales y por factores relacionados con la obra.

a.1. Relacin agua / cemento (A/C)

La relacin A/C, de acuerdo a experimentaciones realizadas (10), tiene influencia muy grande en

la permeabilidad del concreto. En ensayos reportados por Whiting (10), variando la relacin A/C

de 0.26 a 0.75 la permeabilidad del agua a presin hidrosttica aumento 4 veces, para la misma

variacin, la penetracin de soluciones de cloruros aumento 10 veces.


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Cimentaciones

Diversas normas ponen lmites a la relacin A/C. La norma tcnica E060 limita dicha relacin

para el concreto expuesto a diversas concentraciones de sulfatos, ver tabal 2. El cdigo ACI 318

89 limita la relacin agua / cemento mximo a 0.40 y estipula la resistencia mnima a la

compresin en concreto expuesto a diversos tipos de agresividad. As, para concretos expuestosa corrosin fija como resistencia mnima 330 kg/ cm2 con lo cual pretende fijar un nivel mnimo de

proteccin alcalina dems de asegurar un contendido de cemento que permita la posibilidad de

concretos densos.

Para reducir la relacin agua / cemento, sin perder la trabajabilidad de la mezcla es conveniente el

uso de aditivos reductores de agua.

a.2. Tipo de cemento

La composicin qumica del cemento es un factor importante en la neutralizacin de los cloruros

en el concreto. El aluminato triclcico, C3A, al reaccionar con dichas sales forma compuestos

insolubles. Ser por tanto, ms ventajoso cuando se trata de resistencia a la corrosin galvnica

por cloruros el empleo de cementos con mayor contenido de C3A.

Para atender el problema de la reaccin qumica, por sulfatos, ser necesario emplear cementos

resistentes a los sulfatos. El tipo de cemento recomendado depender de la concentracin de

sulfatos en el medio, suelo o agua, en el contacto con el concreto.

Los cementos de produccin nacional que ofrecen proteccin contra el ataque de sulfatos son el

cemento puzolnico IP. El cemento tipo II y el cemento tipo V. Estos se emplearn de acuerdo a

las recomendaciones dadas en la tabla 2.

a.3. Granulometra de los agregados

Es recomendable emplear agregados con granulometra continua, ya que permiten lograr concreto

ms densos.

a.4. Sustancia deletreas

Previamente al empleo de los agregados y el agua es necesario hacer anlisis qumicos para

conocer su contenido de sales y otras sustancias deletreas al concreto. En especial su contenido

de cloruros.


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Cimentaciones

El contenido total de cloruros no debe exceder del lmite dado en la norma E 060 (ver tabla 4)

para cloruros solubles en agua de una muestra de concreto endurecido. En dicha tabla el

contenido de cloruros se expresa como porcentaje del cemento en la mezcla.

La evaluacin de cloruros debe hacerse en funcin a las proporciones de la mezcla. Debe tenerse

en cuenta que una parte del total de cloruros reaccionar con el cemento, durante la hidratacin y

se convertirn en insolubles y por tanto no dainos.

En muchos lugares de la costa se ha reportado canteras de agregados con muy alto contenido de

cloruros solubles (Marcona, Chincha, Pisco u otros). En estos casos ante la dificultad de

abastecimiento alternativo, es indispensable lavar los agregados para bajar su contenido de sales

solubles. Luego del lavado los agregados deben analizarse por cloruros para establecer si el

contenido de cloruros ha disminuido, a niveles compatibles con los lmites establecidos por la

norma.

Es recomendable ser conservador en los contenidos de cloruros que admitimos, ya que la

agresividad de estos puede aumentarse por presencia de otras sales despasivantes tales como

los sulfatos.

El agua en muchos casos puede ser un ingrediente que adiciona cantidades apreciables de

cloruros. En centros urbanos por efecto del tratamiento, el agua ya tiene cloruros y debe

establecerse su contenido. El agua de pozo debe tambin ser analizada. Cuando sta est

cercana al mar, por lo general, el agua tiene salinidad alta y no es recomendable emplearla sin un

anlisis que establezca el contenido de sales y en particular cloruros.


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Cimentaciones

Tabla 2. Concreto expuesto a soluciones de sulfatos

Exposicin a

sulfatos

Sulfatos soluble enagua, presente en el

suelo como SO4 (*)

% en peso

Sulfato en

agua p.p.m.

Cemento

tipo

Relacin

a/c mxima

(*)

Contenido

mnimo decemento

kg/m3

(*****)

Despreciable 0.00.1 0150 (***) (****) 275

Moderado (**) 0.10.2 1501500 II 0.50 310

Severo 0.22.0 150010000 V 0.45 330

Muy severo > 2.0 > 1000V mas

puzolana0.45 370

(*) Una relacin agua cemento menor puede ser necesaria por razones de impermeabilidad, o por

proteccin contra la corrosin de elementos metlicos embebidos, o por congelacin y deshielo.

(**) Agua de mar

(***) Debe haberse comprobado que la puzolana es adecuada para mejorar la resistencia del

concreto a la accin de los sulfatos, cuando ella es empleada en concretos que contienen

cemento Prtland Tipo V.

(****) Para ste tipo de exposicin no hay limitaciones

(******) Recomendaciones de las normas Britnicas.


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Cimentaciones

Tabla condiciones especiales de exposicin

Condiciones de exposicinRelacin agua / cemento

mxima

Concreto de baja permeabilidad:

a. Expuesto a agua dulce

b. Expuesto a agua de mar o agua salobre

c. Expuesto a aguas cloacales (*)

Concreto expuesto a proceso de congelacin y

deshielo en condicin hmeda:

a. Sardineles, cunetas, secciones delgadas

b. Otros elementos

Proteccin contra la corrosin de concreto

Expuesto a la accin de agua de mar aguas,

Salobres, neblinas o roco de esta agua

Si el recubrimiento mnimo se incrementa en 15 mm

0.50

0.45

0.45

0.45

0.50

0.40

0.45

(*) la resistencia fc no deber se menor de 245 kg/ cm2 por razones de durabilidad.


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Cimentaciones

Tabla contenido mximo de ion cloruro

Tipo de elemento

Contenido mximo de ion cloruro soluble en

agua en el concreto

Expresado como % en peso del cemento

Concreto pretensado

Concreto armado expuesto a la accin decloruros

Concreto armado no protegido que puede estar

cometido a un ambiente hmedo pero noexpuesto a cloruro (incluye ubicaciones donde elconcreto puede estar ocasionalmente hmedotales como cocinas, garages, estructurasribereas y reas con humedad potencial porcondensacin)

0.6

0.10

015

Concreto armado que deber estar seco oprotegido de la humedad durante su vida pormedio de recubrimientos impermeables

0.80

a.5. Aditivos

En estructuras que estarn sujetas a ambientes especialmente corrosivos, es recomendable elempleo de aditivos densificadores de la mezcla. Tal es el caso de la microsilica que reduce

sustancialmente la permeabilidad del concreto al incloruro o de los concretos impregnados con

ltex, que reducen drsticamente su permeabilidad a lquidos.

En el empleo de aditivos en el concreto, como aceleradores u otros fines, debe tenerse especial

cuidado de no incluir cloruros en la mezcla. Para el efecto deber analizarse la composicin

qumica del aditivo propuesto y desechar en lo posible aquellos en cuya formulacin haya cloruros.


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Cimentaciones

a.6. Empleo de barras protegidas contra la corrosin

El empleo de barras protegidas por resinas epxicas es una prctica probada extensamente en lospases desarrollados del hemisferio norte. El recubrimiento epxico no reduce significativamente

la adherencia. De preferencia las barras deben ser revestidas luego de habilitado. Elprocedimiento que garantiza la uniformidad del revestimiento y la ausencia de discontinuidades enste.

b. Medidas relativas a la obra

El medio ms efectivo para lograr la durabilidad deseado en una estructura de concreto, esasegurar que el concreto desarrolle su calidad potencial. Ser de particular importancia no solo ellogro de la resistencia a la compresin, sino tambin, su densidad, su baja permeabilidad entreotras propiedades. Para asegurar esto, los procesos constructivos de mezclado, transporte ycolocacin, consolidacin deben ceirse a la buena prctica constructiva establecida en normacomo el ACI 318, ACI 301 y norma tcnica nacional E 060 y deben ser controlados en todos sus

aspectos.

De particular importancias ser:

b.1. El almacenamiento de los materialesDebe evitarse su contaminacin sus sustancias deletreas. En ambientes marinos es necesarioproteger las barras no solo para evitar su oxidacin por humedad sino tambin para evitar sucontaminacin por la brisa cargada de cloruros. En todo caso es recomendable lavar lasarmaduras con agua potables inmediatamente antes del llenado del concreto.

b.2. Curado

Del curado del concreto depender no solo el logro de la resistencias del concreto sino tambin la

calidad de sus superficies, en gran medida su fisuracin y su permeabilidad, (Whiting (10) sostiene

que si el concreto no es curado por la va hmeda por lo menos 7 das, la permeabilidad crecer

4 veces).El curado temprano y prolongado por va hmeda es el mas efectivo.

Cuando el curado se hace con membranas es necesario certificar previamente la performance destas.

En superficies horizontales, el aniego continuado es el mas efectivo. Las arroceras para estepropsito deben formarse con arena libre de contaminantes. En ciertos lugares las arenas que seencuentran en el sitio provienen de zonas costeras y pueden tener contenidos elevados de

cloruros. Su empleo en las arroceras no es conveniente, porque producirn corrosin de cualquierbarra de acero que sobresalga y porque los cloruros de la arena lavados por el agua sernintroducidos en el concreto joven (12).

El curado con membranas no es tan efectivo como el curado por va hmeda. Previamente su

empleo es conveniente certificar su performance mediante pruebas comparativas. Ensayos

realizados han demostrado que hay curadores que no sellan las superficies y la prdida de

humedad es similar a la que ocurre en concreto expuesta al ambiente.


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Cimentaciones

b.3. Limitar el revenimiento de la mezcla (slump)

Mezclas muy sueltas propician el asentamiento del concreto plstico, por debajo de la armadura

superior, generando vacos en le concreto que debilitan la seccin, lo hacen menos denso y llevan

a la fisuracin del concreto superficial.

b.4. EncofradosLos elementos de fijacin de los encofrados que atraviesan el concreto deben ser removibles. Nodebiendo quedar por ningn concepto elementos metlicos, alambres u otros, sin el recubrimientoespecificad. La prctica comn de fijar los encofrados con alambre amarrado a la armadura, paraluego del desencofrado cortar dichos alambres picando el concreto localmente y resanndolo, estremendamente daina. Adems del dao esttico y estructural que se ocasiona con el picado, elresane, la generalidad de las veces, no tendr la misma calidad del concreto del origen. Sefisurar y ser el camino para la corrosin del refuerzo.

En elementos masivos, el encofrado debe evitar la prdida de calor y aminorar la gradientetrmica.

b.5. Consolidacin de la mezcla

Tanto para lograr la resistencia y densidad potencial de la mezcla, es indispensable consolidar el

concreto por medio de vibradores. La energa de los vibradores debe ser compatible con las

caractersticas de la mezcla, la masa de concreto por vibrar, el tamao de las secciones y la

congestin de su refuerzo.

b.6. Aislamiento del concretoCuando la concentracin de sulfatos o de soluciones cidas es muy alta, es recomendable, en lo

posible, aislar las estructuras del medio agresivo. El aislamiento puede hacerse reemplazando elmaterial contaminado que rodea al concreto, por material no contaminado. Esta solucin no esadecuada en terrenos saturados porque el relleno de material importado tender a contaminarsemuy rpidamente. En estos casos, lo ms adecuado es aislar la estructura de concreto medianterecubrimientos resistentes a sulfatos. La emulsin asfltica ha probado dar buenos resultados. Elaislamiento del fondo de las cimentaciones y las losas pueden hacerse mediante el empleo demembranas plsticas con juntas selladas.

En este aspecto debe tenerse en cuenta que el aislamiento del concreto del medio agresivo, esuna solucin temporal por cuando los revestimientos tienen vida limitada. Siempre ser mejorsolucin, especialmente en cimentaciones que son casi imposible de inspeccionar, buscar laproteccin en el mismo concreto: hacindolo denso y muy baja permeabilidad.


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Cimentaciones

INFORME PRELIMINAR DE UNA PATOLOGAESTRUCTURAL

(B) - LA CIMENTACIN EN LA INSPECCIN PRELIMINAR

En nuestra tarea de realizar un primer informe de una Patologa, el paso siguiente es hacer un

buen reconocimiento documental e histrico de la Cimentacin, y en este sentido debemos

analizar dos aspectos esenciales en la cimentacin. Primero, que su eleccin concordase con los

anlisis y recomendaciones del estudio geotcnico, que su diseo haya sido adecuado y que en

su ejecucin no se hayan tomado medidas que desvirtuasen su operatividad. Segundo, que su

estructuracin siga teniendo validez en el presente, ante la posibilidad de cambios en el

comportamiento y respuesta del suelo en el que se asienta, o ante eventuales cambios

estructurales que puedan haber modificado la transmisin de carga al suelo durante la vida de la

estructura.

En el primer aspecto antes mencionado, debemos establecer que el tandem Suelo-Cimentacinelegido en proyecto es el adecuado; hay opciones evidentes en estos casos, que incluso imponen

las normativas, como son las siguientes:

o Adecuado arriostramiento en ambos ejes ortogonales en zonas ssmicas.

o Una cuidada eleccin del tipo de pilotes a utilizar dependiendo del tipo de suelo y

de la presencia de nivel fretico.


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Cimentaciones

o Soluciones constructivas racionales en cambios bruscos de cota de cimentacin.

o Adecuacin de los asientos previsibles en el caso de cimentaciones de diferente

tipo, generalmente originadas en cimentaciones sobre zonas de suelos de estrato

muy diferente.o Control de asentamientos diferenciales en el caso de cimentacin superficial

interior combinada con pantallas perimetrales (muros o pilotes).

o Previsin en el diseo y clculo de distorsiones angulares en cimentaciones

superficiales en laderas.

o Control de un adecuado diseo estructural ante empujes al vaco de muros de

contencin para el caso de cimentaciones en edificaciones con grandes desniveles

transversales.

o Optimizar el diseo y sobre todo establecer un

asentamientos en cimentaciones.docx

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