construcciones 2 (c4)

7/26/2019 Construcciones 2 (C4)

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El concreto puede sufrir, durante su vida, defectos o daos que alteran su estructurainterna y comportamiento. Algunos pueden ser congnitos por estar presentes desdesu concepcin y/o construccin; otros pueden haberlo atacado durante alguna etapade su vida til; y otros pueden ser consecuencia de accidentes. Los sntomas queindican que se est produciendo dao en la estructura incluyen manchas, cambios decolor, hinchamientos, fisuras, prdidas de masa u otros.

C o n s t r u c c i o n e s I I p v i e r a @ e n g i n e e r . c o mU n i v e r s i d a d C e n t r a l l v i e r a @ u c e . e d u . e cC a r r e r a d e I n g e n i e r a C i v i l

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Patologas de Hormign


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[PATOLOGIAS DEL HORMIGN] 65

Construcciones II

1.- Durabilidad del Concreto.- Las estructuras de concreto simple o reforzado,generalmente son diseadas y construidas para satisfacer un conjunto de

requisitos arquitectnicos, funcionales, estructurales, de comportamiento, de

estabilidad, y de seguridad, durante un cierto periodo de tiempo, sin que se

generen costos inesperados por mantenimiento o reparacin.

Este periodo de tiempo constituye la vida prevista o vida proyectada en servicio.

Normalmente, para edificaciones convencionales este periodo de tiempo puedeser de 50 aos. Sin embargo, para obras de infraestructura, algunas

recomendaciones estipulan hasta 100 aos o ms.

Tabla 1.1. Vida til nominal de los diferentes tipos de estructura (1)

Tipo de Estructura Vida til nominalEstructuras de carcter temporal Entre 3 y 10 aos

Elementos reemplazables que no

forman parte de la estructura principal

(por ejemplo, barandillas, apoyos de

tuberas)

Entre 10 y 25 aos

Edificios (o instalaciones) agrcolas o

industriales y obras martimasEntre 15 y 50 aos

Edificios de viviendas u oficinas,

puentes u obras de paso de longitud

total inferior a 10 metros y estructuras

de ingeniera civil (excepto obras

martimas) de repercusin econmica

baja o media

50 aos

Edificios de carcter monumental o de

importancia especial100 aos

Puentes de longitud total igual osuperior a 10 metros y otras

estructuras de ingeniera civil de

repercusin econmica alta.

100 aos

(1) Cuando una estructura est constituida por diferentes partes, podr

adoptarse para tales partes diferentes valores de vida til, siempre en funcin

del tipo y caractersticas de la construccin de las mismas.

Lo anterior, no implica necesariamente que al cumplirse el periodo de vida en

servicio, la estructura deba ser demolida; sino que el costo de su mantenimiento

para garantizar las condiciones originales hacia el futuro, es probable que seincremente por encima del que se considera apropiado durante la vida prevista

en proyecto. Por ello, al cabo de la vida de servicio debe estudiarse si el futuro

costo de mantenimiento esta razonablemente justificado (tcnica y

econmicamente), o si es ms apropiado demoler y reconstruir la estructura. Por

lo anteriormente expuesto se podra definir la durabilidad de una estructuracomo la capacidad del concreto para soportar, durante la vida til para la que hasido proyectado, las condiciones fsicas y qumicas a las que estar expuesto, y

que podran llegar a provocar su degradacin como consecuencia de efectos

diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el anlisis estructural,1.1.- Vida util del proyecto.- La vida util del proyecto o periodo de iniciacion,

estadefinida como aquel periodo de tiempo necesario que ha sido previsto por eldiseador de la estructura, para que un mecanismo de dao (p. e. el frente de


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66 [PATOLOGIAS DEL HORMIGN]

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carbonatacin) o un agente agresor (p. e. el frente de cloruros), de inicio al

deterioro del concreto simple o reforzado. Es decir, que la vida util del proyectose cumple cuando la barrera de proteccin del concreto (p. e. productos de

proteccin superficial, la capa de recubrimiento sobre el acero de refuerzo, o

ambos, etc.), ha sido vencida por el agente agresor (p. e. frente de carbonatacin,

frente de cloruros, penetracin de sulfatos, etc.), pero aun no se ha iniciado el

debilitamiento de la estructura.1.2.-Vida util de servicio.-La vida util de servicio estadefinida como el periodode tiempo que se inicia desde la ejecucin de la estructura hasta que se completa

un cierto y determinado nivel aceptable de deterioro. Es decir, que la vida til deservicio es la suma del periodo de iniciacion y del periodo de propagacin delmecanismo de dao o del agente de deterioro que agreden al concreto o al acero

de refuerzo.

En la etapa de propagacin de daos, usualmente se pueden evidenciar distintos

niveles o sntomas de deterioro, tales como: manchas superficiales,

desintegracin parcial del concreto de recubrimiento (degradacin de la pasta

superficial), exposicin del agregado, fisuras en el concreto de recubrimiento

desprendimientos del recubrimiento, desintegracin total del concreto de

recubrimiento, u otras.

Por lo anterior, el tiempo de vida util de servicio de cada estructura es muyvariable dependiendo del caso, debido a que cada proyecto tiene un cierto y

determinado nivel de aceptacin. Por ejemplo, desde el punto de vista esttico

puede ser inaceptable que una estructura de concreto presente manchas o

presencia de hongos o bacterias, adems, la hermeticidad puede ser definitiva

para que no haya humedad o percolacin de fluidos en el concreto (p. e.

estructuras estancas); tambin, la funcionalidad pueden implicar el que no se

presenten deflexiones excesivas, fisuras o perdidas de masa; o finalmente, la

seguridad demanda que no se rebasen los limites de resistencia previstos bajolas cargas de servicio y las solicitaciones mecnicas

1.3.-Vida util ltima o total.- La vida util ltima o total o lmite de fractura estadefinida como el periodo de tiempo que va desde que se inicia la ejecucin de la

estructura hasta que se presente su colapso parcial o total. Es decir, que la vida

util total es la suma del periodo de iniciacion del deterioro, del periodo depropagacin del mecanismo de dao o del agente de deterioro que agreden al

concreto o al acero de refuerzo, y del periodo de colapso parcial o total.

En la etapa del colapso, se pueden presentar roturas, o colapsos parciales o el

colapso total de la estructura; y usualmente, corresponde al periodo de tiempo

en el cual puede haber una reduccin significativa de la seccin neta residente

del acero de refuerzo, una perdida importante de la adherencia entre el concreto

y el acero, o una disminucin importante de la capacidad resistente de concreto

(fatiga del material, como consecuencia de la accin de los mecanismos de dao.

1.4.- Vida util residual.-De acuerdo con ciertos investigadores si durante la vidaen servicio de una estructura se realiza una inspeccin, una evaluacin y un

diagnostico (secuencialmente y en un corto periodo de tiempo), a partir de ellos,

se puede entonces determinar con alguna aproximacin la vida util residual de laestructura. Por lo tanto, la vida util residual corresponde al periodo de tiempo

(contado a partir de la fecha de la inspeccin), en que la estructura todava escapaz de desempear sus funciones.


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Construcciones II

La inspeccin, la evaluacin y el correspondiente diagnostico, puede ser

efectuado en cualquier momento de la vida en uso de la estructura. Por lo tanto,

ello puede generar distintas vidas residuales. Es decir, que el plazo final puede

ser tanto el lmite del proyecto, como el lmite de las condiciones de servicio, o el

lmite de fractura, dndose origen a tres vidas tiles residuales.

De otra parte, si la estructura es mantenida peridicamente (lavada y protegida)

o rehabilitada, (resanada, reparada, reforzada o re-protegida), necesariamente seda origen a una nueva vida util del proyecto, cuya extensin en el tiempodependerdel tipo de mantenimiento o de rehabilitacin efectuada.

2.- Parmetros Generales De La Agresividad Del Clima Sobre El Concreto.- Lascondiciones del medio ambiente que rodea una estructura de concreto simple o

reforzado, tienen una incidencia directa sobre los procesos de deterioro de la

misma y para ello, deben tenerse en cuenta el macroclima, el clima local y el

microclima.En estructuras expuestas al aire, las condiciones atmosfricas que se encuentran

en torno a la estructura (macroclima), tienen una influencia relativamente

pequea sobre la durabilidad del concreto cuando la atmosfera no estaenrarecida. Pero cuando hay presencia de aire poluto (smog) y lluvias cidas, su

impacto sobre la durabilidad del concreto puede ser alto.

El clima local, o sea aquel que rodea a la estructura hasta pocos metros de

distancia; y el microclima, medio ambiente prximo a la superficie de la

estructura a escasos milmetros o centmetros, son los que ejercen una influencia

decisiva en la durabilidad de los elementos que la componen.

Del mismo modo, las estructuras sumergidas en el suelo (cimientos, muros de

contencin, etc.), o en el agua (pilotes u otras estructuras), pueden verse

afectadas en su durabilidad, por contacto superficial o saturado de sustancias

agresivas con la pasta de cemento o con el acero de refuerzo.3.- Factores que afectan al proceso del deterioro.De otra parte, los procesos de deterioro del concreto se pueden ver

adicionalmente acentuados, por el efecto de tres factores: la humedad, la

temperatura y la presin.

3.1.-Efecto de la humedad.- En general, para que haya procesos de deterioro enel concreto, se requiere de la presencia de agua; y, el factor principal es el estado

de humedad en el concreto y no en la atmsfera circundante. Sin embargo, la

humedad de la atmosfera circundante contribuye con los fenmenos de

deterioro en la medida en que se presenten ciclos de humedecimiento y secado

en el concreto.

3.2.-Efectos de la temperatura.-Cuando se hace referencia a la agresividad delos procesos fsicos, mecnicos, qumicos o biolgicos del concreto, se suele

olvidar el hacer mencin de la temperatura. Sin embargo, el efecto de la

temperatura, es muy importante por cuanto ella incide notablemente en la

velocidad con la cual pueden ocurrir los fenmenos de deterioro en el concreto. Las reacciones qumicas usualmente son aceleradas por el aumento de la

temperatura. Una regla general es que: Un aumento de la temperatura de 10C,dobla la velocidad de la reaccin. Por ello, los climas tropicales (clidos y

hmedos), se consideran ms agresivos que los dems.

3.3.-Efectos de la presin.- Como se menciono anteriormente, la presin

atmosfrica y el rgimen de vientos, tambin tienen incidencia sobre ladurabilidad de las estructuras de concreto expuestas al aire, por cuanto puede


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darse deterioro por erosin de partculas arrastradas por el viento; porque se

pueden promover los ciclos de humedecimiento y secado; porque, tambin se

pueden ver afectados los ciclos de calentamiento y enfriamiento de la superficie

de la tierra; etc.

Para estructuras sumergidas en el suelo o en el agua, la accin de la presin del

medio que las rodea, el cual puede ser: liquido (agua); slido (suelo contaminado

o hmedo); o gaseoso (vapor de agua, oxigeno u otros gases), puede ser msdramtica, por cuantos e promueve la penetracin de elementos o sustancias que

pueden percollar el concreto.

4.- Estructura Y Microestructura del Concreto.-El concreto estacompuesto decemento, agua, agregados, aire, aditivos y eventualmente adiciones. El principal

componente del concreto, es el cemento Portland, el cual ocupa entre el 7% y el

12% del volumen de la mezcla y tiene propiedades de adherencia y de cohesin

que proveen buena resistencia a la compresin. El cemento Portland es

producido por el hombre y proviene de la calcinacin de rocas calizas y arcillas.

El segundo componente, el agua, ocupa entre el 14 y el 20% del volumen de la

mezcla e hidrata al cemento Portland, por medio de complejas reacciones

qumicas. La mezcla de cemento Portland y agua es llamada la pasta de cemento

y sirve como lubricante de la mezcla fresca. Adicionalmente, la pasta endurecida

provee resistencia mecnica y durabilidad al concreto.

El tercer componente, los agregados, ocupan entre el 59% y el 68% del volumen

de la mezcla. Por lo anterior, las caractersticas y propiedades de los agregados

ejercen una notable influencia en las propiedades del concreto Son

esencialmente materiales, naturales o artificiales, de forma granular, que por

conveniencia prctica ha sido separados en fracciones finas (arenas) y fracciones

gruesas (gravas). En general, provienen de las rocas, pero tambin existen

agregados artificiales. Los agregados, son considerados un llenante de la mezcla,

que controlan los cambios volumtricos de la pasta de cemento y que tambinproveen resistencia mecnica. El agregado debe estar constituido por partculas

limpias, duras, resistentes y durables, que desarrollen buena adherencia con la

pasta de cemento, libres de recubrimientos de arcilla y de impurezas que

interfieran el desarrollo de la resistencia del cemento.

Adicionalmente, el concreto tambin contiene alguna cantidad de aire atrapado

(usualmente entre 1% y 3% del

volumen de la mezcla), lo cual se

logra con el uso de aditivos o con

cementos que tengas agentes

inclusores de aire.

Por ltimo con alguna frecuencia

se aaden aditivos y/o adiciones a

la mezcla con el objeto de

modificar una o ms propiedades

del concreto tales como mejorar la

manejabilidad en estado fresco,

reducir los requerimientos de agua

de mezclado, acelerar o retardar

los tiempos de fraguado,

incrementar resistencia, aumentar

la durabilidad, o alterar otraspropiedades. Fig. # 1(Composicin del Concreto)


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Construcciones II

La proporcin relativa de los distintos ingredientes, debe estarsuficientemente compensada, de tal manera que, el concreto sea compacto(denso y slido), homogneo, poco poroso y resistente.

5.- PATOLOGIA DEL CONCRETO.

5.1.-Generalidades.-Desde la invencin de los hornos rotatorios y los molinos decuerpo moledores, al comienzo del siglo XX, que permitieron producir cemento

portland en cantidades industriales y hubo un desmesurado desarrollo de las

estructuras de concreto reforzado, siempre se considero que el concretohidrulico era un material prcticamente imperecedero por su solidez, su

dureza, su alta resistencia mecnica (especficamente), e incombustibilidad.

Con el transcurso de los aos, hubo importantes desarrollos tecnolgicos en la

qumica de los cementos; la calidad y el comportamiento de los agregados

naturales y artificiales; las caractersticas del agua de mezclado y de curado; el

uso de aditivos y adiciones; las tcnicas de produccin, manejo y colocacin del

concreto; las prcticas de proteccin y curado; y, el desarrollo de muchas clases

especiales de concretos, que desde luego han contribuido a ratificar esa

condicin de material duradero.

Sin embargo, el concreto en su misma condicin de piedra artificial, al igual que

las rocas naturales, tambin puede sufrir modificaciones en su solidad

estructura, si existen agente (internos o externos) que con el paso del tiempo lo

puedan deteriorar como nos lo ha demostrado la corta experiencia de estos

ltimos 100 aos de vida que tiene la Tecnologa Moderna del Concreto.

Por ello, hacia la dcada de los aos 60, en todo el mundo se empez o a ponerespecial cuidado a la conservacin y reparacin de toda suerte de estructuras de

concreto reforzado, dando origen al entendimiento de los mecanismos de dao y

al estudio formal de la patologa del concreto pero sobre todo a la prevencin defallas

5.2.-Definicion Y Alcance De La Patologa Del Concreto .-La patologa delconcreto, puede definirse entonces como el estudio sistemtico de los procesos y

caractersticas de las

enfermedades o los defectos y

daos que puede sufrir el concreto,

sus causas, sus consecuencias y sus

remedios.

Al igual que los seres vivos, el

concreto puede sufrir

enfermedades y lesiones (defectos

o daos), que alteran su estructura

interna y su comportamiento.

Algunas de ellas pueden ser

congnitas, es decir, que

estuvieron presentes desde su

concepcin y/o construccin; otras

pueden haberse contrado durante

alguna etapa de su vida util; yotras pueden ser consecuencia de

accidentes.Fig. # 2(Sntomas Superficiales de Daos en

Estructuras de Concreto)


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Segn el modelo que se presenta a continuacin, las enfermedades se

manifiestan mediante unos sntomas que estn representados por fenmenos

que exhibe el concreto, tales como: manchas, cambios de color, hinchamientos,

fisuras, prdidas de masa, u otros.

Fig. # 3 (Modelo secuencial de los procesos que siguen la Patologa del Concreto)Fuente: Fernndez Canovas Espaa-

Por ello, se adelanta una investigacin de la estructura (estudio del enfermo),

que incluye una investigacin preliminar y una investigacin profunda; las cuales

comprenden un conocimiento previo, antecedentes o historial (sobre aspectos

como las cargas de diseo, el microclima que rodea la estructura, el diseo, lavida util, el proceso constructivo, las condiciones actuales, y el uso, cronologa de


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daos entre otras); una inspeccin visual (condiciones de la estructura); una

auscultacin de los elementos afectados (mediante mediciones de campo y

pruebas no destructivas); una exploracin (remociones y sondeos); una

evaluacin o anlisis estructural (chequeo de la capacidad estructural y

determinacin de la resistencia residual de la estructura mediante mtodos

empricos, mtodos analticos o pruebas de carga); y, una extraccin, ensayo y

anlisis de muestras (ensayos de evaluacin fsica, mecnica, qumica, biolgicay/o microscpica, que permiten establecer mecanismos de dao). Es decir quehay una patologa clnica que se encarga del estudio de la enfermedad y

una patologa experimental que se encarga de realizar pruebas en ellaboratorio y/o en el campo.Segn el mismo modelo, posteriormente, se correlacionan los antecedentes; las

inspecciones, mediciones, auscultamientos y exploraciones, realizados a los

elementos afectados de la estructura; y, los resultados de los ensayos fsicos,

mecnicos, qumicos, biolgicos y petrogrficos obtenidos de las muestras

extradas, para establecer y diagnosticar apropiadamente, el tipo, la magnitud y

la cantidad, de los diferentes daos en los elementos y estructuras evaluadas, con

sus ms probables causas de ocurrencia.

Con base en el diagnostico (estado en que se encuentra el enfermo), se evala la

condicin de servicio y se genera un pronstico sobre el comportamiento futuro

de los elementos afectados y de la estructura en general. Este pronstico puede

ser optimista o pesimista. En el pronstico optimista, se puede aplicar una

terapia apropiada (intervencin) para lograr alguna de las siguientes acciones y

condiciones, recomendadas por el comit ACI 364. 1R:

a) Preservacin:proceso de mantener una estructura en su condicin presentey contrarrestar posteriores deterioros.

b) Restauracin:Proceso de restablecer los materiales, la forma o la apariencia

que tena una estructura en una poca determinadac) Reparacin: proceso de reemplazar o corregir materiales, componentes oelementos de una estructura, los cuales se encuentran deteriorados, daados o

defectuosos.

d) Rehabilitacin:proceso de reparar o modificar una estructura hasta llevarlaa una condicin deseada (intervencin de modificacin)

e) Reforzamiento:Proceso mediante el cual se incrementa la capacidad de una

estructura o de una parte de ella, para resistir cargas.

En el pronostico pesimista, es posible que la estructura tenga que sufrir

amputaciones o la propia demolicin. En estos casos, se estadando origen a laingeniera Forense; es decir, aquella rama de la ingeniera que se encarga del

estudio de los restos de los elementos o la estructura afectada (Por ejemplo:

estudios de estructuras deterioradas colapsadas por sobrecargas, sismos, fuego,

explosiones, u otras).

5.3.- Patologas de Concreto Fresco.-

5.3.1.- Exudacin.-Se define como el ascenso de una parte del agua de la mezclahacia la superficie como consecuencia de la sedimentacin de los slidos.

Influenciada por la cantidad de finos en los agregados y la finura del cemento, es

decir cunto ms fina es la molienda del cemento y mayor el porcentaje de

material menor que la malla Nro. 100, la exudacin ser menor pues se retiene elagua de mezcla.


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Causas:

Una mala dosificacin de la mezcla.

Exceso de agua.

Mala utilizacin de aditivos.

La temperatura ya que a mayor temperatura mayor es la velocidad de

exudacin.

La exudacin es perjudicial para el concreto porque del producto del ascenso de

una parte del agua de mezclado, se puede obtener un concreto poroso, poco

durable y de resistencia disminuida por el incremento de la relacin agua

cemento en la capa superficial (aparecimiento de grietas). La prueba estndar

para medir la exudacin est definida por la norma ASTM-C232.

Fig. # 4 (Proceso de Exudacin del Concreto Fresco)

Para atenuar la exudacin y disminuir la posibilidades de fisuras por

asentamiento plstico se pueden mencionar las siguientes:

Usar cementos con menos de 77C de Temperatura.

Humedecer la subrasante y los encofrados

Emplear un contenido de agua tan bajo como sea posible, de acuerdo a la

consistencia especificada, y con aire incorporado para estimular la

retencin de agua. Es importante evitar el uso de mezclas pastosas (con

exceso de arena), ya que estas tienen mayor tendencia a la segregacin y

la exudacin.

Cuando se vaca concreto sobre una base granular o sobre una superficie

absorbente, sta debe humedecerse previamente y de manera uniforme

ya que las zonas secas absorbern meas agua del concreto que las zonas

hmedas, en stas ltimas, el concreto permanecer plstico meas

tiempo, causando asentamientos y fraguado diferenciales.

Someter al Concreto a una buena compactacin (sin segregar).


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5.3.2.- Segregacin.- Es la separacin de sus componentes una vez amasadoprovocando que la mezcla de hormign fresco presente una distribucin de sus

partculas no uniforme. Si un hormign presenta buena resistencia a

segregacin, eso significa que los ridos estn uniformemente distribuidos en la

mezcla, tanto en direccin vertical como en horizontal.

Los problemas de la segregacin del hormign surgen con los trabajos de

colocacin y compactacin, con el resultado de estructuras con defectos comoporos y coqueras.

La mezcla adecuada de los ridos y dems componentes de la masa y la

homogeneidad del hormign fresco se logra en la amasadora y en la

hormigonera pero esta mezcla puede dislocarse durante el transporte, el vertido

y durante el compactado, dando lugar a que los elementos constitutivos del

hormign tiendan a separarse unos de otros y a decantarse de acuerdo con su

tamao y densidad.

La segregacin puede originar hormigones con superficies mal acabadas, con

coqueras o, al contrario, con exceso de mortero, con una repercusin negativa en

la durabilidad y resistencias mecnicas del hormign.

Fig. # 5 (Columna con problemas de Segregacin)

Cmo evitar la segregacin del hormign?

La segregacin de los ridos del hormign puede evitarse y, por tanto, mejorar

la homogeneidad de la mezcla, si realizamos un exhaustivo estudio de la

granulometra de los ridos y cuidando el manejo del hormign.


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Con un transporte de pequea distancia y un vertido directo a pequea

altura el peligro de segregacin ser escaso aunque las mezclas no sean

totalmente cohesivas.

Sin embargo, con transporte a gran distancia y con grandes choques y

cadas del hormign durante su colocacin en los moldes, se requerirn

mezclas cohesivas, incluso incorporando un aditivo aireante que frenarla segregacin. El empleo de cenizas volantes tiende a reducir

notablemente este fenmeno.

En la puesta en obra hay que evitar los vibrados muy prolongados por el

peligro que tienen de provocar la segregacin del hormign e incluso la

formacin de capas de pasta en la superficie superior, con el

inconveniente consiguiente de figuracin por retraccin plstica de la

misma.

El empleo de ridos gruesos y finos de distinta densidad, como ocurre en

los hormigones pesados, favorece la segregacin al igual que ocurre conlas mezclas de ridos gruesos ligeros y arenas normales que puedan

provocar una separacin inversa a la anterior, dando lugar a que los

ridos menos densos tiendan a elevarse y los ms finos a bajar, es decir,

provocando una segregacin negativa.

5.3.3.- Falso Fraguado.-esta es una patologa propia del cemento y es debida ala hidratacin rpida del yeso.

El falso fraguado se evidencia por

la prdida considerable de

plasticidad, inmediatamente

despus del mezclado, sin ninguna

evolucin de calor. Desde el punto

de vista de la colocacin y manejo,

las tendencias de fraguado falso en

el cemento no van a causar

problemas, si se mezcla el concreto

por un tiempo ms largo que el

usual o si el concreto es

remezclado sin aadirle agua

adicional antes de su transporte ycolocacin.

Fig. # 6 (Mortero de Cemento)

El falso fraguado ocurre cuando una gran cantidad de sulfatos se deshidrata en el

molino de cemento formando yeso. La causa del endurecimiento prematuro es la

rpida cristalizacin o el entrelazamiento de las estructuras en forma de aguja

con el yeso secundario. El mezclado complementario sin la adicin del agua

rompe estos cristales y restablece la trabajabilidad


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5.3.4.- Corrosin del Acero de Refuerzo.- En condiciones normales el concretoproporciona a las armaduras embebidas en l una proteccin adecuada contra la

corrosin, por dos motivos. En primera instancia, porque el oxigeno presente en

el concreto reacciona con el acero formando una fina capa o pelcula de xido

sobre la armadura, que es conocido como el proceso de Pasivacion y que laprotege de cualquier corrosin posterior.

En segundo lugar, si la calidad, espesor y densidad del recubrimiento sonapropiados, se mantendra el carcter bsico del concreto y no habra carbonatacin o penetracin de agentes agresivos. Es decir, que el acero de

refuerzo no se oxida en el concreto debido a la alta alcalinidad de la pasta de

cemento (pH hasta de 13) y a su resistencia elctrica especifica que es

relativamente alto en condiciones de exposicin atmosfrica.

Pero si por alguna razn se reduce la alcalinidad del concreto a

aproximadamente un pH de 9, es probable que se presente corrosin en el acero

de refuerzo. Para que haya corrosin en el acero de refuerzo se requiere de:humedad para la formacin de un electrolito, la existencia de unadiferencia de potencial elctrico y la presencia de oxigeno.

5.3.4.1.-Factores que inciden en la Corrosin del Acero de Refuerzo.- Lacorrosin del acero de refuerzo en las estructuras de concreto, ocurre

esencialmente por la destruccin de la capa pasivadora que se forma

naturalmente sobre el acero embebido dentro del concreto; y esto, tiene dos

causas principales:

La disminucin de la alcalinidad del concreto cuando esta reacciona con

sustancias cidas del medio ambiente. Las reacciones que se pueden

presentar para disminuir la alcalinidad pueden ser carbonatacin por

presencia de CO2 y/o lixiviacin de los lcalis a causa de corrientes de

agua.

La presencia de una cantidad suficiente de cloruros (aadidos durante la

propia fabricacin del concreto en el agua, los aditivos, los agregados, etc.;

o por penetracin desde el microclima que rodea la superficie del

concreto), u otros iones despasivantes en contacto con el acero de

refuerzo.

Pero los factores que mayor incidencia tienen para que se presente el fenmeno

de corrosin son los siguientes:

1.- Permeabilidad del RecubrimientoTodos los procesos que afectan la

corrosin del acero de refuerzo, estn

influenciadas por procesos de difusin.

La difusin del oxigeno en los poros del

concreto, produce corrosin del acero de

refuerzo, en asocio de la humedad y de

una diferencia de potencial elctrico.


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El oxigeno, normalmente se difunde a travs del recubrimiento del concreto o

bien penetra por las fisuras. En la prctica, la corrosin, slo se produce en el

rango de humedad relativa efectiva entre el 50% y valores prximos a la

saturacin, condicin extrema en que no se produce corrosin . Por ello son

especialmente sensibles a la corrosin aquellas zonas sometidas a ciclos de

humedecimiento y secado.

Muchos estudios han demostrado que cuando la relacin agua/cementante

excede el valor de 0.6, la hermeticidad se disminuye y la permeabilidad a los

fluidos y a los iones aumenta considerablemente debido al incremento en la

porosidad capilar.

Desde luego, una compactacin deficiente y la presencia de segregacin

(especialmente nidos de grava), tienden a elevar la permeabilidad del concreto

hasta el punto de que la proteccin de la capa de recubrimiento se pierde

totalmente.

Pero, la permeabilidad de la capa superficial del concreto, tambin puede verseafectada por causa de un curado insuficiente con secado prematuro de la

superficie del concreto. La profundidad de la capa afectada, depende de factores

como el viento, la radiacin solar, la humedad relativa, u otros. Las medidas de

curado posteriores al primer secado del concreto son intiles, porque el

endurecimiento difcilmente contina una vez que ha sido interrumpido.

Por lo tanto, las medidas de curado deben comenzar inmediatamente despus de

que se haya presentado el fraguado final y no deben ser interrumpidas. Las

medidas de curado posteriores al primer secado del concreto son intiles,

porque el endurecimiento difcilmente contina una vez que ha sido

interrumpido. Por lo tanto, las medidas de curado deben comenzar

inmediatamente despus de que se haya presentado el fraguado final y no deben

ser interrumpidas. La sensibilidad de deterioro por corrosin, con relacin al

curado aumenta al aumentar la relacin agua/cementante y al disminuir el

contenido de cementante.

2.- Espesor del Recubrimiento.- De acuerdo con los estudios de muchosinvestigadores, la penetracin del frente de carbonatacin, se da a una velocidad

que sigue una ley que es funcin de la raz cuadrada del tiempo.


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Construcciones II

Esto, significa que, si el recubrimiento del concreto sobre el acero de refuerzo se

reduce a la mitad, la condicin crtica para un incipiente riesgo de corrosin se

alcanza en la cuarta parte del tiempo . Por esta razn, ya ha sido plenamente

demostrado por Steen Rostam, de Dinamarca, que el valor mnimo de

recubrimiento para proteccin de armaduras debe ser de por lo menos 35 mm.

3.- Despasivacin en reas de Fisuras.- En las fisuras, planos de falla yoquedades que exhiba el concreto, tanto la induccin de oxigeno y de cloruros,

como el avance de un frente carbonatacin, tienden a penetrar ms aprisa que en

el concreto sano. Cuando, el ancho de fisuras es inferior es frecuente observar

que se produce un fenmeno de cicatrizacin autgena, como consecuencia de la

hidratacin de depsitos clcicos, de suciedad y de productos derivados de la

corrosin.

Las fisuras que siguen un patrn transversal a la armadura, son mucho menos

perjudiciales que aquellas que son longitudinales. En una fisura transversal la

corrosin queda confinada en una pequea rea superficial (por lo que el

desprendimiento del recubrimiento no existe); mientras que en una fisuralongitudinal siempre hay desprendimiento del recubrimiento. Adems, las

fisuras que atraviesan las armaduras pueden ser muy perjudiciales si las

superficies horizontales del concreto estn directamente afectadas por agua

contaminada de cloruros.

Fig. # 7 (Grietas por: traccin, flexin y cortante en vigas)


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Fig. # 8 (Grietas por torsin en vigas)

Fig. # 9 (Grietas por Punzonamiento en Columnas)

Fig. # 10 (Grietas por Compresin Simple en Columnas)


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4.- Penetracin de Cloruros.- Elfenmeno de corrosin del acero de

refuerzo puede acentuarse por la

presencia de un agente agresivo que

acelera el proceso, como los cloruros

(procedentes del agua de mar, sales de

deshielo, etc.), u otros ionesdespasivantes, an si el pH del concreto

estapor encima de 9.En este caso, el ataque de cloruros

produce picaduras locales que rompen

la capa pasivadora del acero de

refuerzo, iniciando el proceso andico y

reduciendo la seccin de la barra. En

trminos generales el riesgo de

corrosin de la armadura de acero, por

la presencia de cloruro de sodio, se

considera grave a partir de 0.4% con

relacin al peso de cemento o entre

0.05% u 0.1% del peso del concreto. Por

lo anterior, se deben respetar los

valores de concentracin mxima de ion

cloruro.

Un factor importante para la

penetracin de cloruros es que los ciclos

de humedecimiento y secado de agua

con cloruros, aumentan la

concentracin de estos en la capa superficial. Cuando ocurre el mojado de lasuperficie, el agua con cloruros penetra el concreto por succin capilar.

Posteriormente, cuando ocurre el secado, el agua se evapora y los cloruros

permanecen en los poros del concreto.

Fig. # 11 (Hormign Contaminado por Cloruros)


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5.3.5.- Carbonatacin del Hormign.-Algunos elementos del medio ambiente,como el gas carbnico (polucin), anhdrido sulfuroso (lluvia cida), provocan la

disminucin del pH del hormign (fenmeno de carbonatacin del hormign) y

por tanto la prdida de proteccin de las armaduras.

La carbonatacin del hormign es un fenmeno lento. Por ejemplo en un

hormign bien dosificado en cemento (350 kg/m3) la profundidad a la que llega

la carbonatacin es de 4 mm en dos aos, 10 mm en 8 aos, 20 mm en 25 aos.

Cuando las armaduras metlicas no estn protegidas, y entran en contacto con el

agua o la humedad, se oxidan. El xido aumenta el volumen de la armadura. Este

aumento de volumen provoca que el hormign estalle. En ocasiones la

degradacin del hormign aparece rpidamente, porque desde su puesta en

obra, est fisurado, mal dosificado, es poroso. El medio ambiente es agresivo. Las

armaduras deben estar cubiertas con 2 cm de hormign como mnimo. (aunquecomo vimos anteriormente autores recomiendan 3.5 cm).

Fig. # 12 (Corrosin por Carbonatacin)


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Construcciones II

5.3.6.- Acciones Biolgicas.- Aunque la contaminacin atmosfrica es unimportante factor de deterioro del concreto la, la actividad biolgica juega

tambin un papel preponderante debido a sus interacciones con el material. La

presencia de organismos y microorganismos de origen vegetal o animal sobre las

estructuras de concreto, no solamente pueden afectar el confort ambiental y la

esttica de las construcciones, sino que tambin puede producir una gran

variedad de daos y defectos de carcter fsico, mecnico, qumico o biolgico.A manera de ejemplo, la vegetacin situada sobre una estructura puede retener

agua sobre la superficie del concreto, conduciendo a la saturacin del material y

por lo tanto a causar daos fsicos por accin de ciclos de humedecimiento y

secado o daos por congelamiento y deshielo. Esa misma vegetacin, tambin

puede causar daos mecnicos por penetracin de las races de plantas, arbustos

y arboles, a travs de juntas, fisuras y puntos dbiles, que al crecer generan

fuerzas de expansin que incrementan la figuracin y el deterioro.

Adems, durante el cumplimiento del ciclo de vida de esa vegetacin

(nacimiento, crecimiento, desarrollo, muerte y descomposicin), se producen

sustancias que pueden causar ataques qumicos al concreto (cidos tnicos,

cidos hmicos, sales, u otros). Pero tambin, puede ocurrir un deterioro del

concreto por acciones biolgicas o microbiolgicas como consecuencia de la

asimilacin de compuestos del propio material o por la excrecin de productos

agresivos (metabolitos cidos), que causan la disolucin de la pasta de cemento.

Del mismo modo, los organismos y microorganismos de origen animal, pueden

afectar la superficie y el interior de la masa del concreto, por acciones fsicas

(cambios de humedad que causan manchas y cambios de color); por acciones

mecnicas (sobrecargas por la presencia de incrustaciones y capas de colonias

establecidas) por acciones qumicas (agresin qumica por fluidos orgnicos

como la sangre, los jugos gstricos, los lixiviados de descomposicin, u otros; o

materiales excretados como el estircol o la orina); o por acciones biolgicas omicrobiolgicas ( bacterias que consumen algunos compuestos del concreto)

5.3.6.1.-Formacin de la Biocapa .- De acuerdo con varios autores, la biocapasobre concretos o morteros puede formarse desarrollando la siguiente

secuencia: Fijacion de los microorganismos en la superficie del material h umedo y su

probable interaccion con las moleculas organicas previamente adheridas a la

superficie.

Absorcion de agua y nutrientes, con rapida reproduccion de los

microorganismos. Excrecion de productos que alteran qumicamente el entorno.

Muerte y descomposicion de microorganismos que sirven de alimento o como

masa de relleno de la biocapa.

Como resultado de la alteracion del entorno y/o la descomposicion de los

microorganismos muertos, se pueden desarrollar nuevas y diferentes especies y

generos que poseen distintas necesidades de oxgeno y abultan la biocapa.

Adicionalmente, por la presencia de humedad, se pueden atrapar partculas de

polvo, polen, esporas, partculas de carbon, u otras, procedentes del medio

ambiente, que pueden servir como nutriente o como ingrediente adicional del

cultivo para engrosar la biocapa. A veces, lo anterior da lugar a una costra de

patina dura, difcil de remover.


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En ocasiones, la biocapa puede llegar a tener un espesor significativo de tierra

acumulada (humus), favoreciendo las retencion de agua y nutrientes que puedenpermitir el crecimiento de organismos mas grandes, como vegetacin.

Fig. # 12 (Biocapa en Superficies de Concreto)

Hongos.- Un aspecto importante de los hongos de superficie, es que durante sucrecimiento pueden causar daos mecnicos por accin de las hifas que penetran

la microestructura del concreto, y alteraciones qumicas debidas al

desprendimiento de cidos orgnicos e inorgnicos y otras sustancias qumicas

que producen. Las caractersticas mas evidentes y notorias de su presencia enuna superficie de concreto son:

La formacin de manchas de coloracin macromorfologica diferente (verdes

rosceos y ceniza oscuro).

El desagradable olor a moho que impregna el medio ambiente.

Algas y Lquenes.- Las superficies de concretos y morteros colonizados porlquenes, usualmente se encuentran fuertemente alteradas, mostrando

abundantes perforaciones (microperforaciones con dimetros de 0.5 a 10micras; y mesoperforaciones con dimetros visibles de 0.1 a 0.5 mm), evidentes


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Construcciones II

despus de la muerte y desaparicin del talo liquenico. Hay casos en los cualeslas hifas del talo, se han encontrado a profundidades de 5 mm. o ms, sobre todo

en fisuras o planos de falla con ms de 10 mm. de profundidad.

Musgo.-El musgo, a diferencia de los anteriores, obtiene el agua y los nutrientesa partir de la atmsfera saturada, ya que carece de races verdaderas, pues los

rizoides son apndices que ayudan a fijar la planta, pero que no absorben ni aguani nutrientes del sustrato de anclaje. Estos, tambin son sensibles al dixido de

sulfuro de la atmsfera. En algunos casos, se ha constatado que los rizoides

penetran el concreto o el mortero hasta 10 mm. y ocasionan una abundante red

de filamentos distribuida en el interior de la masa, causando fisuras y grietas,

facilitando el acceso de agua y sustancias agresivas. Adems, el ciclo de vida del

musgo favorece la presencia de materia orgnica en el sustrato; lo cual a su vez,

fomenta el desarrollo de microorganismos hetertrofos (bacterias), produciendo

humus para el posterior crecimiento de plantas vasculares.

5.3.7.- Eflorescencias .- Las eflorescencias son unos polvillos blancos y secosresultantes de la precipitacin y posterior cristalizacin de ciertas sales solubles

en agua, que se depositan en superficies que han tenido humedad cuando sta se

seca y el lquido se evapora. Por tanto, para evitar su aparicin es imprescindible

prevenir y tratar las posibles humedades de muros, pavimentos y materiales de

construccin. Una vez que las eflorescencias han aparecido, la solucin ms

sencilla es eliminarlas con agua a presin y un cepillo.

Fig. # 13 (Eflorescencias en el Concreto)


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5.3.7.1.- Causas de las eflorescencias.-Las eflorescencias son cristales de salesde color blanco que se depositan en superficies (ladrillos, cermica, hormign,

etc.) que han tenido humedad. Este fenmeno se puede producir cuando los

materiales de los muros, revestimientos o pavimentos son porosos y contienen

sales solubles. Tambin pueden aparecer en superficies que sufren infiltraciones

de agua o humedad por capilaridad, o con problemas de condensacin.A grandes rasgos, se puede hablar de dos tipos de eflorescencias. La primaria,

que se forma en las obras recin terminadas y que desaparece pasados varios

meses; y la secundaria, ms difcil de eliminar, y que tiene su origen en la

porosidad de los materiales utilizados durante la construccin de la vivienda, y

en humedades permanentes.

Para evitar la aparicin de eflorescencias es indispensable prevenir y

tratar las humedades, sobre todo las causadas por filtracin o por

capilaridad.

Durante la construccin de los muros y pavimentos se deben utilizarmorteros, ladrillos y materiales hidrfugos.

Tambin hay que evitar que los ladrillos y las piezas cermicas se mojen

demasiado o absorban las sales solubles de elementos externos. Para

evitar estas circunstancias conviene mantenerlos tapados y no apilarlos

sobre superficies salinas.

Si el terreno donde est ubicada la vivienda es hmedo se deben

impermeabilizar los muros y tratar las posibles fisuras y filtraciones

El paso previo para eliminar las eflorescencias es dejar que sequen. A

continuacin, hay que buscar las causas y el origen de las sales, y una vez

eliminado el foco de humedad ya se pueden empezar a tratar.

El mtodo ms sencillo consiste en disolver los cristales con agua a presin y

retirarlos con un cepillo de cerdas naturales. Para realizar este tipo de limpieza

se debe elegir un da caluroso para que el agua se evapore y la superficie quede

seca. En caso contrario, las sales se disolvern de nuevo en el interior de sta.

Si los cristales no se disuelven con el agua hay que utilizar un limpiador de cido

clorhdrico. Otra opcin menos agresiva con los revestimientos cermicos es el

vinagre. Ambos productos se deben aplicar a presin.

Cuando las sales se recristalizan y se endurecen es necesario recurrir a cepillos

de pas metlicas o a cepilladoras elctricas.

En ocasiones, las sales se encuentran en disolucin dentro del mortero o de las

piezas cermicas. En estos casos, la misma lluvia y el paso tiempo hacen

desaparecer los cristales.

Para evitar que las eflorescencias vuelvan a salir conviene impermeabilizar la

zona afectada una vez que ha sido tratada.


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fisurashttp://www.redalyc.org/pdf/870/87029104.pdf

Carbonatacin

http://www.weber.com.ar/reparacion-de-hormigon-fijacion-y-anclaje/ayuda-y-

consejos/problemas-y-soluciones/como-reparar-un-hormigon-degradado.html

construcciones 2 (c4)

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