laboratorio de suelos y hormigones ii - fallas y patologias del hormigón

8/19/2019 Laboratorio de Suelos y Hormigones II - Fallas y Patologias Del Hormigón

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Asignatura: Mecánica de suelos y Hormigones II

Código: TTLB02

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Unidad de Aprendizaje N°2

Estabilidad de taludes y Fallas y patologías del hormigón

Aprendizajes Esperados

1. Analiza los factores que afectan a los hormigones endurecidos

Patologías del Hormigón.

1.0 OBJETIVO.

Indicar las causas que provocan patologías en el hormigón, identificarlas, evaluarlas y sugerir métodos de reparación.

2.0 Introducción

Las causas de las alteraciones y las patologías que pueden generarse en el hormigón tienen su origen en una grandiversidad de factores. El conocimiento de estos es fundamental en cualquiera de las etapas de una construcción queemplee hormigón como material. Para ello hay que tener muy en cuenta tanto los factores de diseño, como tambiénaquellos que ocurren en la etapa de su construcción.

La determinación de las causas que han provocado patologías al hormigón no siempre es fácil, pero es importante comomedida previa a la aplicación de remedios y de una terapia adecuada; no hay que olvidar que, en general, las mismascausas producen idénticos tipos de defectos, de forma que conociendo la causa es posible prever el cuadro de fisurasque pueden aparecer, esquematizar el fenómeno y determinar sus posibles consecuencias o viceversa. Teniendo encuenta, que en varias ocasiones las causas pueden ser combinadas.

Clasificación de las causas según su origen:

Derivadas de los componentes del hormigón Derivadas de la fabricación y ejecución Defectos y deterioro del acero de la armadura Influencia del ambiente Deterioro por agentes externos:

Físicos Químicos

Cuando la patología ocurre porque la tensión, generalmente a tracción, a la que se encuentra sometido el materialsobrepasa su resistencia última. Se podrán distinguir por varias razones:

o Edad de aparición en el elemento estructuralo Por su formao Trayectoriao Aberturao Movimiento, otros.


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Hay que tener especial cuidado con distinguir la patología en el hormigón endurecido o fresco, y los defectos, fallos olesiones en uno y otro porque, por ejemplo, un defecto del hormigón fresco puede generar un defecto en el hormigón

endurecido, por ejemplo un hormigón con una consistencia muy seca, difícilmente es compatible, puede quedar conoquedades y poros que permitan la corrosión de las armaduras. Un dato relevante a considerar, es que se le da alhormigón como un sistema homogéneo en su composición, compacto e inerte al medio donde se sitúa. Pero en realidades todo lo contrario, se trata de un compuesto de sistema heterogéneo y poroso, sometido, a un medio capaz de alterarloy reaccionar con sus componentes; jugando como factor fundamental no solo su protección física sino también sucomposición química, que es la que permite la correcta protección de la armadura y así evitar su fisuración.

3.0 CAUSAS FRECUENTES QUE GENERAR LAS PATOLOGIAS CON FISURAS EN EL HORMIGÓN ARMADO.

Entre las causas más comunes están:

Alto contenido de agua en el hormigón, provocando retracción hidráulica.

Alta dosificación de cemento. Elevado calor de hidratación del cemento. Provoca menor resistencia a la tracción. Movimiento de la estructura por asientos diferenciales o por estar asentado en suelos expansivos. Exceso de cargas, tanto estáticas como dinámicas. Los cambios climáticos y meteorológicos (la humedad, sequedad del sol, la lluvia, ciclos de hielo-deshielo, los

vientos secos calientes o fríos, etc) Ataque de químico, como los sulfatos, reacción de los álcalis del cemento, corrosión de las armaduras en

ambientes adecuados para ello, etc.

Las estructuras de concreto simple o reforzado, generalmente son diseñadas y construidas para satisfacer un conjuntode requisitos arquitectónicos, funcionales, estructurales, de comportamiento, de estabilidad, y de seguridad, durante uncierto periodo de tiempo, sin que se generen costos inesperados por mantenimiento o reparación.Este periodo de tiempo constituye la vida prevista o vida proyectada en servicio. Normalmente, para edificaciones

convencionales este periodo de tiempo puede ser de 50 años. Sin embargo, para obras de infraestructura, algunasrecomendaciones estipulan hasta 100 años o más. Lo anterior, no implica necesariamente que al cumplirse el periodo devida en servicio, la estructura deba ser demolida; sino que el costo de su mantenimiento para garantizar las condicionesoriginales hacia el futuro, es probable que se incremente por encima del que se considera apropiado durante la vidaprevista en proyecto. Por ello, al cabo de la vida de servicio debe estudiarse si el futuro costo de mantenimiento estárazonablemente justificado (técnica y económicamente), o si es más apropiado demoler y reconstruir la estructura.

3.1 AGENTES Y MECANISMOS QUÍMICOS

Acciones Químicas que afectan al Hormigón Armado

Un factor fundamental es la presencia de agua, tanto liquida como en vapor, dado que sin la existencia de este

componente no se produce disolución ni reacción química. Es decir, el agua es el mecanismo principal transporte de lasustancia agresiva.

3.1.1 Aniones (Carga eléctrica negativa)

3.1.1.1 Sulfatos Ataque del ión sulfato compuesto en sales, a componentes del cemento, sobre todo aquellos que sonexpansivos. La expansión de los iones sulfato, dependerá en gran medida de la intensidad de la reacción y alos diferentes factores Resultantes:


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Cantidad de aluminato en el cemento Solubilidad del sulfato Tipo de catión unido al sulfato (sodio, magnesio, calcio, etc.) Permeabilidad del hormigón

Temperatura

Tensiones provocadas por la expansión del hormigón. La expansión dependerá de:

Condiciones de exposición Cantidad de sustancias agresivas Susceptibilidad del hormigón Tipo de cemento empleado y sus componentes internos Permeabilidad del hormigón Cantidad de agua Temperatura

Durante el proceso de curado en el fraguado, en su estado plástico antes del endurecimiento se produce laexpansión y no provoca las tensiones necesarias para evitar un posterior ataque externo. En caso deestructuras en contacto con el agua marina, el daño dependerá de su situación:

Zona totalmente sumergida Zona con oscilación de nivel Intervención de efectos físicos -- oleaje Saturación Desecación cristalizando las salen en los poros. Zona de evaporación Expansión progresiva de las sales con el contacto del aire debido al efec-to de evaporación.

3.1.1.2 Ataque de clorurosFormación del cloruro cálcico tras reaccionar con otros cationes.Presencia del cloruro sódico (sal común). Creación de cristales provocando tensiones internas.Nitratos, Sulfuros, Carbonatos

3.1.2 Cationes:

3.1.2.1 Magnesio y Amonio

Liberación de hidróxidos magnesio y amonio. Ataque de fertilizantes con presencia de amonio en temperaturas cálidas y alta humedad.

3.1.3 Ácidos

Ataque lento, debido a que es el fluido el agresor, cuando se introduce en el interior del hormigón a través degrietas o poro.

Transformación de compuestos sales cálcicas. La intensidad del ataque varía según la concentración de pH y de la solubilidad de las sales cálcicas creadas.


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Presencia de orgánicos como:o Peligrosos: ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido nitroso, ácido clorhídrico, ácido sulfhídrico, ácido

carbónico, etc.o Agresivos: ácido acético, ácido lácticoo

Débil: ácido húmico

3.1.4 Aguas puras

Erosión de tipo químico por lavado más o menos continúo. Surgidas del agua de deshielo. Son aguas con escasez de sales disueltas, pero cuya con gran poder de

disolución, variando su agresividad dependiendo de su pureza. Alto poder de captar cales. Manifestación de ácidos, si el agua es blanda.

3.1.5 Alcali-áridos

Reacción entre áridos que contengan sílice reactiva y cementos cuya concentración es alta en álcalis. Variara

según la humedad relativa del ambiente y la tensión mecánica a la cual está sometida el hormigón.

3.1.6 Áridos Sulfuroso

Aparición de piritas (contención de hierro) y áridos sulfurosos combinados con hierro (sulfuro de hierro). Auto pulverización del sulfuro en contacto con el aire, sobre todo en ambientes con mucho viento y bastante

soleamiento.

3.1.7 Presencia de otros compuestos químicos

Hidróxido sódico Ácido láctico

Aceites y grasas Aguas residuales: Fertilizantes, etc.

3.1.8 Acciones de Corrosión de la Armadura

Producido en estructuras expuestas a ambientes marinos, industriales o cualquier otro que provoque deterioroen la armadura:

o Pérdida de sección en las armaduras principales del 1%.o Pérdida de 5%o Pérdida del 25%o A partir del 25%, las barras dejan de trabajar a compresión y pandean.

3.2 Tipos de corrosión:

Oxidación: En la superficie de la armadura con el contacto del oxigeno del aire, pero sin existir reacciones deoxidación-reducción.

Corrosión electroquímica o galvánica: Diferencia de potencial que aparece cuando se ponen en contactoeléctrico dos metales diferentes, zonas con distintas estructuras cristalinas, etc.


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Corrosión localizada o generalizada: Efecto corrosivo de forma homogénea en toda su superficie,provocando herrumbre.

- Fisuración, disgregaciones y pérdida de adherencia con las barras de acero.- Lluvias ácidas o descenso de pH.

Corrosión por picadura:

- Acciones de los iones cloro, bromo y sulfato. Despasivando al acero.- Varían según la concentración de cloruros en las barras.- La velocidad de corrosión dependerá de las condiciones climatológicas.- Formación de herrumbre, por suficiencia de oxigeno.- Presencia de iones cloro en el proceso de construcción en la obra, por estar cerca de un ambiente adecuadopara ello.

3.3 CONCEPTO DE DURABILIDAD DEL CONCRETO.

La durabilidad del Hormigón hidráulico puede definirse como su capacidad para resistir la acción del medio ambiente quelo rodea, de los ataques químicos o biológicos, de la abrasión y/o de cualquier otro proceso de deterioro.Sobre este particular, afortunadamente el ACI201.2R (Instituto americano del concreto) contempla una guía para ladurabilidad del concreto. De tal manera, que las acciones del medio ambiente y las condiciones de exposición de unaestructura se deben considerar como factores de diseño y construcción de las estructuras. Considerando el modelo de lacomo factores determinantes de la durabilidad de una estructura de hormigón están: el diseño y el cálculo de laestructura (geometría y cuantía de acero de refuerzo); los materiales empleados (concreto, acero y productos deprotección); las practicas constructivas (calificación de la mano de obra y control de calidad); y, los procedimientos deprotección y curado (condiciones de humedad y de temperatura)

Lo anterior, genera una capacidad resistente y de deformación máxima permisible ante las cargas de servicio; desarrollauna textura superficial para el intercambio con el exterior (micro-clima); y también, permite obtener una estructura y una

micro estructura del concreto, que a su vez definen la naturaleza y distribución de poros al interior de la masa. Si lacapacidad resistente es rebasada, hay deformaciones impuestas u otro tipo de acciones mecánicas (p.e. impactos,vibración, abrasión, etc.), invariablemente aparecerán micro fisuras y/o macro fisuras, consideradas como deterioromecánico. Pero también, dependiendo del tipo, tamaño y distribución de los poros y fisuras (microfisuras y macrofisuras),se establece una cierta y determinada porosidad a través de la cual operan los mecanismos de transporte de fluidos(gases o líquidos, con o sin sustancias suspendidas o disueltas). Que ayudados a su vez por el efecto de la temperatura,la humedad y/o la presión, permiten iniciar y/o propagar el deterior del Hormigón por acciones físicas, químicas, y/obiológicas, o del refuerzo por el fenómeno de corrosión.

Por lo tanto, el tipo, cantidad y magnitud de los procesos de degradación del concreto (mecánico, físico, químico y/obiológico) y de las armaduras de refuerzo activa o pasiva (corrosión y/o ataque de ácidos), determinan a través deltiempo la resistencia, la rigidez y la permeabilidad de los diferentes elementos que conforman la estructura. También, las

condiciones superficiales de la estructura influyen en estos y otros factores y todo ello se refleja en seguridad,funcionalidad, hermeticidad, aspecto y apariencia de la estructura. Por lo anterior, esto determina el comportamiento dela estructura y su vulnerabilidad (cuantificación del potencial de mal comportamiento con respecto a una solicitación).


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3.4 CICLO DE VIDA UTIL DE LAS ESTRUCTRURAS DE CONCRETO.

Debido a que las estructuras de concreto simple o reforzado están expuestas, no solamente a la acciones mecánica de

las cargas de servicio; sino también, a otros factores que tienden a deteriorarlas y destruirlas como: acciones físicas(cambios bruscos de temperatura y humedad); algunas veces a agresiones de carácter químico o biológico; yeventualmente, a otras acciones mecánicas, se hace indispensable profundizar, no solo, en el diseño y especificacionesde las mezclas de concreto (desde el punto de vista de su durabilidad); sino también, en la concepción y el diseño de loselementos estructurales y arquitectónicos; en los proceso y técnicas de construcción; en la metodología de protección,curado y puesta en servicio; y, en los procedimientos de inspección y mantenimiento de las estructuras

Como consecuencia de lo anterior, debe entonces definirse el concepto de Vida Útil. De la estructura, el cual tieneRelación con el comportamiento de la misma, bajo unas ciertas y determinadas condiciones de servicio, durante unperiodo de tiempo suficientemente largo. Por lo tanto, se considera como vida útil de una estructura, el periodo de tiempoen el cual, ella conserva los requisitos previstos de seguridad, funcionalidad y estética (aspecto), con costos razonablesde mantenimiento durante este periodo.

3.5 Generación de Sales Expansivas:

Durante el fraguado en la hidratación del cemento el aluminato tricálcico produce una sal compleja en la intercara árido-pasta denominada etringita de alto poder de expansividad, aumenta su volumen en un 227% pero como esta etringita seproduce en estado fresco no da ningún problema, a esta etringita se le denomina primaria. Esta etringita se produce porla inclusión de yeso en el cemento para regular el tiempo de fraguado. Un proceso similar a este se puede dar en zonascon aguas selenitosas al combinarse con la cal libre, dando problemas de roturas, lo que conocemos como“desconchones” en las capas exteriores de hormigón.

3.6 Conversión del Cemento Aluminoso:

Otro gran problema conocido del cemento, fue la conversión del cemento aluminoso. El cemento aluminoso se empezó aproducir en Francia a principios del siglo XX en la búsqueda de cementos resistentes a los sulfatos. Además de estapropiedad, los cementos aluminosos son refractarios. Los problemas del cemento aluminoso empiezan con una relacióna/c de en torno a 0,5 para la cual, la alúmina (hexagonal) producida en el proceso de hidratación es muy inestable y a los28 días empieza a transformarse en aluminato tricálcico (cúbico) que ocupa menos volumen dejando huecos y por lotanto perdiendo resistencia. Para que la alúmina se transforme totalmente es necesario una relación a/c de en torno a0,5, si esto no ocurre, queda alúmina sin hidratar que rellenará los huecos dejados por la hidratada y el problema serámenor. Los daños como consecuencia de este problema han dado lugar a importantes siniestros no solo únicamente enzonas con alta temperatura y alta humedad como: Murcia, Canarias, Levante,… también han ocurrido accidentes enMadrid, Inglaterra y Alemania.

3.7 Reacción Árido-Álcali:

Quizás uno de los problemas más importantes que puede dar un árido es la reacción con los álcalis del cemento,conocida reacción árido-álcali.

La reacción árido-álcali, se produce al utilizar arena con sílice amorfa reactiva produciendo expansión y fisuración delhormigón, generalmente, se produce con la fracción fina ya que la cantidad de sílice que reacciona depende de lasuperficie específica del grano. Los álcalis del cemento disueltos en los poros pueden reaccionar con la sílice reactiva.


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Por otro lado cuando se combina un árido fino con un árido grueso inocuo, la porosidad de éste afecta a la reacción,pues cuanto mayor es la porosidad menor es el daño que produce, ya que los poros actúan como cámara de expansiónno generando tensiones adicionales.

3.8 Ciclos Hielo – Deshielo:La resistencia de un hormigón a estos ciclos crece con: el tipo de árido, la edad del hormigón, la dosificación de cementoy la reducción de la relación a/c. El agua es dirigida a los canales capilares, donde la temperatura de congelación es másbaja, cuando se congela el hormigón aumenta su volumen del orden del 9%.

3.9 Carbonatación de la Pasta de Cemento:

El principio básico de este problema es que el CO2 del ambiente se combina con el hidróxido de calcio de la matrizcementicea formando CaCO3 que en principio no da ningún problema, es más en la zona se produce un aumento deresistencias, pero lo que de verdad importa es que al reducirse la cantidad de hidróxido de calcio se produce una

disminución del pH que despasiva el medio y desprotege a las armaduras contra la corrosión.

En la siguiente foto se observa la caracterización de un testigo de hormigón, se ve con gran claridad la zona sincarbonatar coloreada en rosa y sin carbonatar la zona sin colorear al principio de la probeta, esto ocurre porque lasolución de fenolftaleina cambia de color (rosa – transparente) en torno al pH 9.

Hormigón atacado con fenolftalina , para evaluar carbonatación


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Todas estas patologías, vuelvo a repetir, son básicas y quizás las más frecuentes. Todas con llevan una rotura de losrecubrimientos en los casos de fenómenos expansivos como son: la generación de sales expansivas, la reacción árido –

álcali y los ciclos hielo – deshielo. Esta rotura del recubrimiento hace que el agua sea más penetrable a través de la redcapilar del hormigón proporcionando un ambiente óptimo para la corrosión.

Las soluciones a estos problemas de patología están más que estudiada con los años y solo es necesario poner un pocode cuidado a la hora de ver las condiciones de contorno de nuestra obra para elegir los materiales adecuados en cadaelemento.

Por ejemplo la formación de etringita en ambientes selenitosos se soluciona con un cemento SR (sulforesistente) en loshormigones. En el caso de uso de estos hormigones hay que saber que el calor de hidratación que desprenden es delorden de unas 3 veces el de un cemento normal por lo que habrá que ser muy cuidadoso con las condiciones dehumedad para evitar fisuras por contracción térmica.

En cuanto a la reacción árido-álcali se conocen pocos casos de esta patología pero cuando ocurren, la solución a esteproblema es simple, DEMOLICIÓN de la parte afectada.

Los ciclos hielo – deshielo se pueden solucionar con la inclusión en el hormigón de un aditivo aireante (aire incorporado)que producirá pequeñas burbujas de aire en el interior de la masa sirviendo como cámaras de expansión del agua de lared capilar. Hay que tener en cuenta que este tipo de aditivos por cada 1% se produce un 5% de baja de resistencia, porlo que habrá que tener mucho cuidado con su utilización.

La carbonatación del hormigón es un proceso lento pero en un hormigón bien dosificado puede ser aún más lentopudiendo llegar la zona carbonatada a las armaduras en unos 25 años. En caso de detectar carbonatación (rociando lamuestra con solución de fenolftaleína), se hace necesario restablecer las condiciones de pH del hormigón naturalsaneando la zona carbonatada. Sería conveniente antes de volver a cubrir la barra, limpiarla de oxido e impregnarla enuna solución anticorrosiva. Es muy importante si se sospecha de esta patología tener en cuenta que la carbonatación

produce endurecimientos locales, por lo que al tomar medidas con el esclerómetro.

4.0 DAÑOS ACCIDENTALES Y EXTRAORDINARIOS

Algunos daños sobre Hormigón Armado

Aparte de las acciones permanentes y variables previsibles, que actúan en una estructura, se debe tener en cuenta lasacciones exteriores eventuales. Por norma general, los deterioros accidentales suelen ser de carácter natural, de cortaduración y mínima probabilidad de que se produzcan. Sin embargo, las causas extraordinarias no son naturales y soncasos excepcionales de difícil predicción.

4.1 DAÑOS ACCIDENTALES

De origen natural:o Sismoso Inundacioneso Corrimiento de tierraso Efecto de choque de olaso Inundación de terrazaso Empuje de tierraso Efecto de las raíces de los árboles


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4.2 DAÑOS EXTRAORDINARIOS

Difícil pronóstico, debido a que no son naturales:o Explosioneso

Impacto de proyectileso Impacto de vehículoso Fuego: afecta a las características resistentes y de deformación, tanto del hormigón como del acero.

Vibrado inadecuado Fotografía propia


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5.0 Equipos para evaluar patologías del Hormigón

Cada vez que producto de una evaluación se identifiquen zonas con patologías evidentes, se torna necesario evaluarcómo estas afectan a la estructura en su conjunto, como ser una grieta que en apariencia podría no afectar de manerasignificativa a la estructura, pero sus consecuencias a largo plazo son críticas sino se tratan adecuadamente.

Grieta en estructuras de Hormigón armado


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Detector de armaduras

Equipo de ultrasonido


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Echo Impacto Acceso a lugar de evaluación. Fotografía propia

Accesos a puntos de inspección. Fotografía propia


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Equipo Radar para detectar armaduras. Fotografía propia

Presentación en pantalla del equipo radar. Fotografía propia


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Martillo de rebote de Schmidt –

Para determinar el índice esclerómetro


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Grafica martillo de Schmidt


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6.0 REPARACION DE FISURAS

La reparación de fisuras consiste en su cierre a fin de restaurar el monolitísmo del hormigón o simplemente para impedirla entrada de agentes agresivos que puedan corroer al mismo o al acero de las armaduras. Cuando las fisuras tienen unespesor superior al que permiten los códigos e instrucciones deben sellarse por inyección. Muchos son los sistemasempleados en la reparación por cierre de fisuras que van desde los que utilizaran filtraciones de agua con bentonitashasta los que usan inyecciones con resinas epoxi. El procedimiento más adecuado a elegir y el tiempo para realizar lareparación de las fisuras es función de las causas que las han provocado y de las características de las mismas. Así, porejemplo, cuando las fisuras son debidas a retracción de secado habrá que esperar el tiempo suficiente hasta que esténestabilizadas, si se trata de fisuras debidas a una sobrecarga que ha sido eliminada podrá realizarse la reparación de

forma inmediata, mientras que si son debidas a un asentamiento diferencial de la cimentación lo primero que habrá querealizar es resolver el problema del asiento y luego reparar las fisuras. La reparación de fisuras puede tener por objetoalgunas de las finalidades indicadas a continuación:

- Restaurar la resistencia a tracción del elemento dañado.- Restaurar la rigidez del mismo.- Mejorar el comportamiento funcional del hormigón.- Proporcional impermeabilidad.- Mejorar el aspecto estético superficial.- Aumentar la durabilidad del hormigón.- Impedir el acceso de agentes agresivos que den lugar a la corrosión de armaduras.- Restaurar la adherencia de las barras de armado con el hormigón en el caso en que se hayan producido fisuraslongitudinales en la dirección de las barras.

Cuando las fisuras son de pequeña abertura y están estabilizadas pueden cerrar por sí solas mediante un proceso decicatrizado o bien con la ayuda de determinados productos químicos dando lugar a la ocratización. El sistema másfrecuente de reparación de fisuras consiste en su relleno total o parcial por medio de la inyección a presión de una resinasintética, o de una lechada de un cemento especial; a veces, y en casos muy concretos, se utiliza la técnica de grapadoo lañado.

6.1 CICATRIZACION.

Es frecuente que fisuras estabilizadas o muertas de reducida abertura terminen cerrando por sí solas siendo conocidoeste fenómeno con el nombre de cicatrización; éste, es habitual en elementos fisurados de hormigón que se encuentransaturados de agua, pero que no circula por las fisuras, como ocurre en algunos depósitos y canales. La cicatrización esdebida a la carbonatación del óxido e hidróxido cálcico del cemento por la acción del anhídrido carbónico del aire y delagua. Los cristales de carbonato cálcico formados se encajan entre sí dando lugar a fuerzas de adherencia mecánica yquímica entre ellos y las superficies de hormigón. La adherencia llega a ser tan fuerte que puede considerarse que elhormigón recupera el monolitismo y puede soportar tracciones; sin embargo, como toda fisura cicatrizada constituye unazona delicada, únicamente se contará con su colaboración cuando el elemento este sometido a una carga constante yestática.


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grapas no estamos desplazando el problema a otra parte de la estructura y si esto ocurre habrá que estudiar si es o noconveniente proceder al refuerzo de esta nueva zona.

Si son accesibles dos caras de una sección de hormigón el grapado debe realizarse por ambas caras a fin de evitar que

las grapas trabajen a flexión por movimientos posteriores del elemento. Si la grieta o fisura que se cierra es activa lasfisuras estarán sometidas tanto a tracciones como a compresiones. Esta última solicitación puede que ocasioneproblemas ya que las grapas son esbeltas y están diseñadas para absorber tracciones; en este caso, se impone realizarun estudio del comportamiento de la grapa y de la posible solución del problema mediante recubrimientoscomplementarios bien de mortero proyectado o bien de un mortero epoxi.

6.4 INYECCIONES.

En estructuras de hormigón la técnica de reparación de fisuras y grietas más empleada es la de inyección en las mismasde una formulación epoxi que uniéndose a las superficies internas de las fisuras las suelden. A veces se recurre alempleo de sellantes de penetración por gravedad formados por una resina de metacrilato de metilo de baja viscosidadque aplicada superficialmente penetra por capilaridad hasta profundidades de 70 mm. Estos sellantes poseen muy buenaadherencia con el hormigón y se pueden aplicar con pincel o por pulverización. Mediante la inyección puede conseguirse

hacer estanco a un hormigón fisurado o restablecer la continuidad mecánica frente a esfuerzos de tracción, flexión,compresión y cortante.

Como anteriormente se ha indicado las fisuras suelen ser el resultado de unas sobretensiones, generalmente detracción, que agotan a un elemento estructural; por consiguiente, la primera operación a realizar antes de repararlas esanalizar estas sobretensiones y sus causas, ya que si una fisura se suelda y posteriormente aparecen de nuevo estasacciones, lo más probable es que el hormigón vuelva a romper por el mismo lugar o por otro próximo a él; porconsiguiente, antes de realizar una reparación hay que determinar y analizar las causas que han provocado la figuración.

Las fisuras sin movimiento, es decir, las muertas, no presentan ningún problema de reparación mediante inyección; sinembargo, las fisuras con movimiento, o vivas, en las que la amplitud es variable con el tiempo no se prestan a este tipode tratamiento. Las principales fisuras de este tipo son las que aparecen en una estructura sometida a cambios detemperatura y en las que no se han previsto juntas de dilatación encontrándose, por tanto, sometidas a un movimientoacordado por la estación del año, e incluso, variable a lo largo de las veinticuatro horas del día con tendencia a cerrarseen la madrugada y a tener la máxima abertura a la caída de la tarde. Con la inyección de fisuras no podrá dárselecontinuidad al hormigón salvo que se abran previamente las juntas que no posee la estructura.

Existen fisuras vivas, generalmente térmicas, en las que el movimiento de las mismas es tan pequeño que puedeprocederse con éxito a la inyección de las mismas consiguiéndose una buena protección contra la corrosión, pero, engeneral, siempre que se aprecie movimiento en ellas, lo más conveniente es no inyectarlas, pues, según se ha indicadoanteriormente, el hormigón terminará rompiendo por otro lugar; de todas formas, cuando la fisura tenga amplitudsuficiente y por ser viva no permita el uso de formulaciones epoxi rígidas que aseguren el monolitísmo del hormigón sepueden emplear formulaciones epoxi flexibles que actúan como sellantes impidiendo el paso del agua o de agentesagresivos al hormigón y a las armaduras. Además de los epoxidos flexibles existen otros productos sellantes en elmercado y el empleo de unos u otros dependerá, entre otras circunstancias, de la amplitud de los movimientos de la

junta y de la temperatura a que vaya a estar sometido el elemento. Como materiales de inyección pueden emplearsesistemas epoxi sin disolventes, resinas de poliuretano, resinas acrílicas y poliester insaturados.

Cualquiera que sea el material empleado debe poseer un gran poder de penetración y una gran adherencia a lassuperficies del hormigón; igualmente, debe poseer un módulo de elasticidad elevado a fin de obtener fuerte adherenciay debe ser resistente a la penetración de humedad y al ataque de los álcalis del cemento.

Las formulaciones empleadas en inyecciones deben poseer además las siguientes características:

- Trabajabilidad adecuada que permita su empleo en las condiciones climáticas preestablecidas.- "Pot life" conveniente a fin de evitar la penetración incompleta de la misma en los huecos o la obstrucción de bombas,

Tuberías o boquillas.


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- Curado rápido e independiente de la temperatura y de la humedad dentro de ciertos límites.- Posibilidad de endurecer a bajas temperaturas, hasta O "C.- Buena tolerancia a los errores de dosificación (+ 20 por 100).- Deformación por fluencia despreciable.

- Baja retracción de endurecimiento.- Bajos valores de la viscosidad para asegurar el llenado completo de las fisuras más finas (100 a 1.500 CP a 20°C).- Bajos valores del módulo de elasticidad a fin de evitar concentración de tensiones peligrosas que pueden ser motivadas

Especialmente por cargas alternadas y no tan bajos que puedan disminuir la rigidez local de la estructura. Son valoresnormales los comprendidos entre 2.000 y 5.000 N/mm2, dependiendo del espesor de la fisura.

- Resistencias mecánicas no inferiores a las del hormigón. En general, muchas de estas propiedades las poseen lossistemas epoxis exentos de disolventes, aunque también pueden tenerlas los sistemas a base de poliuretano, de resinasacrílicas o de poliesteres insaturados.

En el caso en que se empleen las inyecciones para reparar estructuras dañadas por sismos las formulaciones deberánposeer valores elevados de tenacidad.

En cuanto a los tipos de sistemas epoxi sin disolventes a emplear en inyección de fisuras se recomiendan los siguientes:

- Para fisuras de anchura inferior a 0.2 mm emplear formulaciones epoxi bicomponentes y con viscosidad de unos 100CP a 20°C.

- Para fisuras cuyo ancho este comprendido entre 0,2 y 0,6 mm emplear formulaciones epoxi bicomponentes deviscosidad inferior a 500 CP a 20°C.

- Para fisuras cuya anchura este comprendida entre 0,6 y 3 mm emplear formulaciones epoxi bicomponentes puras ocargadas pero con viscosidad inferior a 1.500 CP a 20°C. Como cargas pueden emplearse polvo de cuarzo o de vidrio.

-Para fisuras de ancho superior a 3 mm se pueden emplear formulaciones epoxi cargadas. La carga en este caso puedeser arena de tamaño máximo inferior a 1 mm ó 0,6 del mínimo espesor de la grieta.

Se Suele emplear una relación formulación/árido de 1:1. Si se emplean resinas epoxi flexibles estas deben tener,después de haber endurecido, un alargamiento de rotura de por lo menos el 100 por 100, debiendo poseer suficienteflexibilidad para acompañar a la fisura en sus movimientos. Las formulaciones epoxi empleadas deben poseer, al mismotiempo, una resistencia a tracción superior a la del hormigón y una gran adherencia al mismo.

La reparación de fisuras, aún de pequeño espesor, debe realizarse siempre en elementos de hormigón armadosometidos a la acción de momentos flectores fijos o variables producidos por cargas estáticas o dinámicas.

En zonas sometidas a compresión las fisuras deben inyectarse a fin de dar continuidad al hormigón y asegurar unabuena distribución de fuerzas internas provocadas por las cargas vivas.

Las fisuras de pequeño espesor en zonas traccionadas no son importantes desde el punto de vista estático pero, sin

embargo, es conveniente sellarlas para evitar una posible corrosión en el hormigón y en las armaduras.

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