1de 791

de 792

MODULO 10:

TCNICAS DE REPARACIN EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Ing. Cristian Sotomayor C.C.I.P 73226

Ing. Cristian Sotomayor C.C.I.P 73226

de 793

OBJETIVOS DE LA REPARACIN

1) Restaurar la seguridad y capacidad de la estructura, segn consideraciones inicialmente previstas en el diseo del proyecto.

2) Conferir las condiciones adecuadas de durabilidad, compatibles con el grado de importancia de la estructura, el medio y la vida til.

2de 794

REPARACIN (ACI 364.1R)

Proceso de reemplazar o corregir materiales, componentes o elementos de una estructura, los cuales se encuentran deteriorados, daados o defectuosos.

de 795

Por qu se deterioran las estructuras de concreto?

de 796

Acciones fsicas(temperatura y/o humedad, etc)

Acciones mecnicas(Cargas, impactos, vibraciones, etc)

Acciones qumicas(Gases, aguas agresivas, agentes

cidos, bases, etc)

Acciones Biolgicas

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AGENTE CAUSANTE DEL DETERIOROACCIN

Presencia de cloruros y carbonatacinCorrosin del aceroAgentes atmosfricos, incompatibilidad de materiales, envejecimiento.

Otros

Microorganismos y segregacin de cidos.Biolgica

Gases, aguas agresivas, agentes cidos, bases, sales, agregados reactivos, productos qumicos, suelos agresivos, contaminacin ambiental.

Qumica

temperatura y/o humedad, heladas, fuegos, corrientes errticas

Fsica

Cargas, sobre cargas, impactos, vibraciones, desgaste superficial.

Mecnica

FACTORES ASOCIADOS AL DETERIORO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO

de 798

DEFINICIN DE EQUILIBRIO

Accin Cargas

Balanceadopor

En la Naturaleza En las estructuras

Reaccin Capacidadresistentel

de 799

Modelo de Equilibrio en Estructuras de Concreto

CAPACIDAD RESISTENTE Y DURABLE

MECANICAS FISICAS QUIMICAS

CONJUNTO DE SOLICITACIONES

Estructura

DISEO CALIDAD DEL CONCRETO EJECUCION

OTROS

4de 7910

= Reestablecer el equilibrio perdido.

Reparar una estructura de concreto

1. Reconsiderar el espectro actual de cargas y condiciones de exposicin.

2. Contrarrestar los factores asociados a las cargas.

3. Trabajar en armona con la estructura existente para balancear el especto de cargas y condiciones de exposicin de la estructura.

de 7911

TCNICAS DE REPARACIN Y/O REFUERZO

de 7912

Criterios generales :

Eliminacin de material deteriorado y reemplazo por material similar compatible

Eliminacin de material deteriorado y reemplazo pormaterial de comportamiento superior

Estructura inicial + Uso de materiales adicionales paramodificar el comportamiento original Refuerzo

!En todos los casos la adherencia es la propiedad crtica y depende del pegante y la preparacin de la superficie

5de 7913

Como se debe preparar la superficie de adherencia ?

INTERNATONAL CONCRETE REPAIR INSTITUTE9 texturas aplicables dependiendo del pegante y edad

de 7914

Cuales pegantes se pueden usar ?

Lechada de cemento A/C < 0.50 Slo compresin, no ms de 7 das de edad sin preparacin especial de superficie exponiendo agregado.

Lechada de cemento A/C < 0.50 + aditivos Slo compresin, no ms de 28 das de edad sin preparacin especial de superficie exponiendo agregado.

Pegamento epxico Compresin y/o Traccin, sin lmite de edad preparando la superficie exponiendo agregado !Ojo Mdulo Elasticidad bajo

Depende de la edad de la estructura antigua, fc, preparacin de la superficie y los esfuerzos a que estar sometido el plano de adherencia

de 7915

Esfuerzos de adherencia dependiendo del pegante

Depende de la edad de la estructura antigua, fc, preparacin de la superficie y los esfuerzos a que estar sometido el plano de adherencia

Lechada de cemento A/C < 0.50 ft = 2 a 10 kg/cm2

Lechada de cemento A/C < 0.50 + adherente acrlico ft = 2 a 20 kg/cm2

Pegamento epxico 10 a >100 kg/cm2

6de 7916

Eliminacin de material deteriorado y reemplazopor material similar compatible :

1) Concreto nuevo Volmenes y/o secciones grandes,caractersticas fsicas y resistentes convencionales omejoradas( HPCMicroslice,fibras)

de 7917

CementoPortland Microslice

de 7918

FF

II

BB

RR

AA

SS

7de 7919

CONCRETO NUEVOCONCRETO NUEVOConsideraciones

!Importante Reologa , aditivos y control de calidad

Resistencia Flexin Controlar va diseo y aditivos

Resistencia Traccin Controlar va diseo y aditivos

Hielo-Deshielo Incorporadores aire

Permeabilidad A/C 0.50 max

Mdulo Elsticidad Similar

Retraccin Controlar via diseo , aditivos

Adherencia Lechada, acrlico, epxico

Resistencia Compresin Controlar via diseo y aditivos

de 7920

Eliminacin de material deteriorado y reemplazopor material de comportamiento superior :

2) Grouts o rellenos cementicios comerciales Volmenes y/o secciones reducidas, caractersticasfsicas y resistentes especiales.

3) Grouts o rellenos polimricos o epxicos Volmenes y/o secciones reducidas, caractersticasfsicas, resistentes y de durabilidad especiales.

de 7921

GROUTS O RELLENOS CEMENTICIOS CONVENCIONALESGROUTS O RELLENOS CEMENTICIOS CONVENCIONALES

Consideraciones

!Importante Reologa y control de calidad

Adherencia Lechada especial, epxico

Retraccin Agregado de cuarzo,aditivos

Mdulo Elsticidad Similar o ligeramente menor

Permeabilidad A/C < 0.40 (microslice, buena resistencia qumica)

Hielo-Deshielo Incorporadores aire

Resistencia Traccin > 30 kg/cm2

Resistencia Flexin 30 kg/cm2 a 60 kg/cm2

Resistencia Compresin > 500 kg/cm2

8de 7922

GROUTS O RELLENOS POLIMGROUTS O RELLENOS POLIMRICOS O EPRICOS O EPXICOSXICOSConsideraciones

!Importante Proporciones y control de calidad

Adherencia Pegamento epxico

Retraccin Agregado de cuarzo,microsilice (100 kg/cm2

Resistencia Compresin > 700 kg/cm2 rapidamente (das)

de 7923

3. PREPARACIN DE SUPERFICIES DE REPARACIN

de 7924

Paso 1:Localizar el rea a ser reparada. El sonido del martillo es utilizado para localizar la delaminacin. Disear e instalar soporte temporal antes de la remocin del concreto.

PREPARACION GENERAL DE UNA SUPERFICIE

9de 7925

Paso 2:Remover el concreto deteriorado usando mtodos aceptables. Cuando se encuentre acero embebido, seguir las recomendaciones descritas mas adelante. El corte de barras expuestas es critico para el xito de un periodo largo de vida de la reparacin. Las barras que han sufrido dao por la operacin de remocin o tienen una perdida significante de seccin pueden requerir reparacin.

PREPARACION GENERAL DE UNA SUPERFICIE

de 7926

Paso 3:Preparar los limites de la superficie a reparar para prevenir condiciones de borde. La geometra de las

Paso 4:Limpiar la superficie del acero y concreto expuestos. La superficie limpia es critica para lograr un adecuada unin entre el concreto reparado y el existente.

PREPARACION GENERAL DE UNA SUPERFICIE

de 7927

PREPARACION DE UNA SUPERFICIE CUANDO EL REFUERZO PRESENTA

CORROSION

10

de 7928

Las superficies de acero y concreto son limpiadas.

Concreto es removido un mnimo de 3/4 debajo de la barra corroda.

El permetro del rea reparada es cortado con sierra u otros mtodos, aprox. 90 respecto a la superficie, menos de 12 de profundidad.

Superficie despus de que el concreto ha sido removido.

La barra superior esta seriamente corroda.

de 7929

Refuerzo seriamente corrodo

Si las barras sin corrosin estn expuestas y son disturbadas por el proceso de remocin (la unin del concreto y la barra es debilitada).

Estrato existente con unin debilitada.

Corte aproximado de 90 con respecto a la superficie, evita los bordes biselados.

Espacio mnimo debajo de la barra.

de 7930

Cualquier refuerzo fuertemente corrodo encofrado debe ser completamente expuesto por el corte para alcanzar el concreto debajo de las barras afectadas.

Espacio mnimo debajo de la barra.Todas las superficies de acero

y concreto expuestas limpias para remover la corrosin y otros materiales inhibidores de adherencia.

Refuerzo seriamente corrodo

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de 7931

DISPOSICIONES DE CORTE RECOMENDADAS PARA LOS TRABAJOS DE REPARACION

El deterioro de las superficies de concreto generalmente no es uniforme. Las reas que requieren reparacin deben ser modificadas para proveer capas simples. Las capas deben ser designadas para reducir la longitud de biseles de borde.

Disposicin recomendadaDisposicin recomendada

Disposicin recomendadaDisposicin recomendadaLimite de concreto Limite de concreto suelto ysuelto y delaminadodelaminado

Vista en planta Vista en planta de losa de un de losa de un balcnbalcn

de 7932

VIGAVIGA

SECCIONSECCION

ESQUINA DE ESQUINA DE COLUMNACOLUMNA

LOSA O PARED LOSA O PARED PROFUNDIDAD PROFUNDIDAD PARCIALPARCIAL

LOSA O PARED LOSA O PARED PROFUNDIDAD PROFUNDIDAD TOTALTOTAL

ELEVACIONELEVACION

ELEVACIONELEVACIONSECCIONSECCION

GEOMETRIA RECOMENDADA DE REMOCION

de 7933

METODOS DE REMOCION DEL CONCRETO

Pneumatic Pneumatic Chipping Chipping HammerHammer

Hydro Hydro RemovalRemoval

PneumaticPneumatic

ScabblerScabblerRotary Milling Rotary Milling MachineMachine

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de 7934

METODOS DE REMOCION DEL CONCRETO

Hand Held Pneumatic Breakers

Pneumatic/Hydraulic Mounted Breakers

Splitters Hydro Demolition

de 7935

MATERIALES DE REPARACIN

de 7936

DRY PACKING

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de 7937

DEFINICION

ACI 116RACI 116R--90:90:

Dry packDry pack: Son concretos o morteros : Son concretos o morteros depositados y consolidados por presin.depositados y consolidados por presin.

Dry packingDry packing: Concreto,mortero o lechada : Concreto,mortero o lechada colocados con colocados con slumpslump cero o cerca al cero o cerca al slumpslump cero cero en un espacio confinado.en un espacio confinado.

de 7938

REPARACION CON DRY PACK

Remocin del concreto Remocin del concreto daado en la superficie a daado en la superficie a repararreparar

Es necesario colocar un Es necesario colocar un epxicoepxico en la superficie para en la superficie para garantizar una buena garantizar una buena adherencia entre el concreto adherencia entre el concreto antiguo y el nuevo.antiguo y el nuevo.

de 7939

METODO DE REPARACION DRY PACK

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de 7940

REPARACION DE PLACA DE CONCRETO UTILIZANDO DRY PACK

de 7941

REPARACION DE PLACA DE CONCRETO UTILIZANDO DRY PACK

de 7942

REPARACION DE PLACA DE CONCRETO UTILIZANDO DRY PACK

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de 7943

REFORZAMIENTO CON FIBRAS DE CARBONO

de 7944

Planchas Adheridas

Tcnicas de Refuerzo

de 7945

Tcnicas de Refuerzo

Planchas Adheridas

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Tcnicas de Refuerzo

JapJapn, 1985n, 1985La capacidad de los puentes se incrementLa capacidad de los puentes se incrementMateriales compuestos Materiales compuestos Fibras de vidrio y carbono + polFibras de vidrio y carbono + polmerosmeros

de 7947

Japn, 1985

Tcnica convencional en uso antes de contar con la tecnologa FRP

de 7948

Carbn vs. Fibra de vidrio

Alto mdulo de elasticidad

< deflexin

Soporta cargas altas

Vigas, losas

> $

Bajo mdulo de elasticidad

> deflexin

Soporta cargas moderadas

Columnas, paredes

< $

17

de 7949

de 7950

Sistemas FRP

Fibra de Carbn y Fibra de vidrio

Lmina-uni-direccional -multi-direccional -lmina seca -pre-impregnada -bandas

Barra Plancha Varilla Malla

de 7951

Sistemas FRP

Lmina uni-direccionalLmina uni-direccional

18

de 7952

Sistemas FRP

Lmina multi-direccionalLmina multi-direccional

de 7953

Bandas mecnicamente fijadasBandas mecnicamente fijadas

Sistemas FRP

de 7954

Sistemas FRPBarrasBarras

19

de 7955

Sistemas FRPVarillaVarilla

de 7956

Sistemas FRPMallaMalla

de 7957

SHOTCRETE VA SECA Y HMEDA

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de 7958

DEFINICIN

Concreto transportado a travConcreto transportado a travs de tubers de tubera o manguera, a o manguera, proyectado neumproyectado neumticamente a gran velocidad sobre una ticamente a gran velocidad sobre una superficie, adhirisuperficie, adhirindose perfectamente con excelente ndose perfectamente con excelente grado de compactacigrado de compactacin.n.

de 7959

Backfill

de 7960

Shotcrete via seca

Agua

Bomba de dosaje deAcelerante separada

Dosis de acelerante & relacin A/C controlada por el operador

Aire

Mezcla seca -Agregados, cemento ( fibras)

Acelerante

Agua

y ace

leran

te

Rendimiento : 2 to 5 m3/hrRebote : 25 to 40%

Mezcla seca + aire

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de 7961

Shotcrete via hmeda

Acelerante

Mezcla hmeda -agregados, cemento, agua

inhibidor y superplastificante (fibras)

Mezcla hmeda bombeada

Aire Comprimido

AceleranteBomba de dosaje de acelerante integrada

Rendimiento : 10 to 20m3/hrRebote: 2 to 10%

Control de dosaje del acelerante y volumende aire en la bomba

de 7962

Sistema va seca Sistema va hmeda

Control de agua y consistencia variables a criterio del operador

Control de agua, consistencia y dosaje constantes y muy precisos.

Facilidad de transporte Facilidad de transporte Gran dispersin en resistencias (No mas de 250 kg/cm2 en promedio, con Ds hasta de 50 kg/cm2)

Baja dispersin en resistencias (Hasta 500 kg/cm2 en promedio, con Ds del orden de 20 kg/cm2)

Alto rebote y baja produccin (Del orden de 25% a 40% de rebote, y de 2 m3/hora a 5 m3/hora como rendimiento en colocacin)

Bajo rebote y alta produccin (Del orden de 2% a 10% de rebote, y de 10 m3/hora a 20 m3/hora como rendimiento en colocacin)

Alta contaminacin en la zona de lanzado Baja contaminacin en la zona de lanzado Sobredosificacin del cemento Cantidad de cemento necesaria Aditivos alcalinos en base a aluminatos, con resistencias finales bajas, agresivos para la piel.

Aditivos no alcalinos en base a silicatos, sin afectar resistencias finales, inocuos para la piel.

Equipos pequeos operados manualmente Equipos pequeos operados a control remoto Precauciones de seguridad extremas con el personal por la contaminacin, daos por el rebote del agregado y efecto custico de los acelerantes.

Precauciones de seguridad normales con el personal por la baja contaminacin, rebote mnimo y efecto neutro de los acelerantes.

Tiempo de permanencia limitado del personal en el frente de lanzado por las dificultades enunciadas.

Tiempo de permanencia extendido del personal en el frente de lanzado por las facilidades enunciadas.

de 7963

Migracin al sistema via hmeda en Europa

0102030405060708090

100

Sca

ndin

avia Ita

ly

Fra

nce

Gre

ece

Switz

erla

nd UK

Spa

in

Germ

any

Aust

ria

Vol

me

n de

s

hotc

rete

a

plic

ado

po

r e

l s

iste

ma

v

a h

me

da (%

)

19941997

22

de 7964

Que ha propiciado el cambio al sistema va hmeda ?

de 7965

CONTROL DE HIDRATACION

de 7966

GROUTING

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de 7967

DEFINICION

El ACI define el El ACI define el groutgrout (lechada de relleno), como una (lechada de relleno), como una mezcla de material cementante y agua, con o sin mezcla de material cementante y agua, con o sin agregados, dosificada para obtener una consistencia que agregados, dosificada para obtener una consistencia que permita su colocacin sin que se produzca la segregacin permita su colocacin sin que se produzca la segregacin de los constituyentes.de los constituyentes.

de 7968

Contiene agregado fino Consistencia seca, no permite colocacin Provee adherencia entre elementos

No contiene agregados Consistencia que permite su colocacin Se utiliza para relleno de espacios vacos

MORTEROGROUT

DIFERENCIAS ENTRE MORTERO Y GROUT

de 7969

CONCRETOS CONVENCIONALES Y ESPECIALES

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de 7970

CONCRETO RHEOPLASTICO

Asentamiento de diseo > 8,Asentamiento de diseo > 8, Brinda excelentes caractersticas de Brinda excelentes caractersticas de manejabilidadmanejabilidadSe puede vaciar desde 5 metros de Se puede vaciar desde 5 metros de altura sin producir segregacin.altura sin producir segregacin. Se recomienda en toda ocasin donde Se recomienda en toda ocasin donde se requiera gran facilidad y velocidad se requiera gran facilidad y velocidad de colocacin con muy poco o ningn de colocacin con muy poco o ningn vibrado.vibrado.

de 7971

CONCRETO CON FIBRA

Es la combinaciEs la combinacin del concreto n del concreto convencional o especial con convencional o especial con fibras de polipropileno o acero, fibras de polipropileno o acero, que al ser incorporadas le que al ser incorporadas le confieren al concreto un refuerzo confieren al concreto un refuerzo interno secundario (Reducen interno secundario (Reducen contraccicontraccin pln plstica).stica).

Su empleo estSu empleo est orientado a orientado a estructuras resistentes a la estructuras resistentes a la abrasiabrasin y durabilidad. n y durabilidad.

de 7972

CONCRETO DE ALTO DESEMPEO

Concreto que ademConcreto que adems de s de brindar altas resistencias (400 brindar altas resistencias (400 a 1000kg/cm2) tiene a 1000kg/cm2) tiene caractercaractersticas particulares de sticas particulares de trabajabilidad, gran trabajabilidad, gran impermeabilidad y durabilidad impermeabilidad y durabilidad a la abrasia la abrasin y agresividad n y agresividad ququmica.mica.Se emplea en todas las Se emplea en todas las estructuras donde se estructuras donde se requieran condiciones requieran condiciones particulares de durabilidad.particulares de durabilidad.

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de 7973

CONCRETO LANZADO (SHOTCRETE)

Concreto transportado a Concreto transportado a travtravs de tubers de tubera o a o manguera, proyectado manguera, proyectado reumreumticamente a gran ticamente a gran velocidad sobre una velocidad sobre una superficie, adhirisuperficie, adhirindose ndose perfectamente con excelente perfectamente con excelente grado de compactacigrado de compactacin.n.Su empleo estSu empleo est orientado a orientado a revestimiento de trevestimiento de tneles, neles, estabilizaciestabilizacin de taludes, n de taludes, protecciproteccin del acero n del acero estructural, recubrimiento de estructural, recubrimiento de mampostermampostera para proteccia para proteccin n o acabados, entre otros. o acabados, entre otros.

de 7974

RELLENO FLUIDO DE BAJA RESISTENCIA

Posee caracterPosee caractersticas de gran sticas de gran trabajabilidad (Asentamiento> trabajabilidad (Asentamiento> 88), autonivelancia, no requiere ), autonivelancia, no requiere de compactacide compactacin ni curado luego n ni curado luego de ser colocado en las de ser colocado en las cavidades. Constituye la cavidades. Constituye la alternativa malternativa ms eficiente a los s eficiente a los rellenos convencionales con rellenos convencionales con materiales cohesivos o materiales cohesivos o granulares, pero con niveles de granulares, pero con niveles de resistencias superiores (10 a resistencias superiores (10 a 30kg/cm2).30kg/cm2).

de 7975

MUCHAS GRACIAS