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Noticreto 120 SEPTIEMBRE / OCTUBRE 2013

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Previniendo patologas

" El recubrimiento no

es estructural!"Ingeniero Harold Alberto Muoz M.

Consultor estructural

Viga donde el acero qued sin elrecubrimiento mnimo establecido enla norma y por lo tanto ahora estexpuesto y en proceso de corrosin.ARCHIVO ASOCRETO

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Con la exclamacin el recubrimiento no esestructural! fui recibido en una edificacin en pro-

ceso constructivo, a donde me llamaron para con-

ceptuar ante la evidencia de que una vez retirada la

formaleta, el acero de refuerzo de vigas y placas, se en-

contraba a la intemperie sin cumplir los requisitos m-

nimos establecidos en las normas de construccin. Por

supuesto que la aseveracin provena de intereses que

intentaban suplantar las bondades del recubrimiento,

ocultando con ello un desconocimiento total en aspec-

tos elementales del comportamiento de las estructuras.

Durante la discusin alrededor del tema lleg a soste-

nerse una falacia divorciada de la verdad y de la tcni-

ca: que el uso de recubrimientos haca ineficientes los

elementos estructurales de concreto reforzado!

Bien se sabe que el acero de refuerzo proviene de

un exigente proceso industrial del cual resulta un ma-

terial qumicamente inestable. Basta que permanezcaa la intemperie para que experimente el proceso de

la corrosin. Igualmente se sabe que el mejor recur-

so, que es insustituible, para evitar la corrosin del

refuerzo en estructuras de concreto reforzado, se

encuentra en la calidad del concreto y en exigentes

procesos constructivos que permitan la formacin del

recubrimiento de espesor apropiado. La condicin de

alcalinidad que aporta el concreto alrededor de la ba-

rra de refuerzo es parte de la garanta para conseguir

estructuras durables al menor costo.

esfuerzo de diseo, se requiere que exista concreto

alrededor de ella. Esta unin se logra gracias a varios

factores: por la adherencia qumica de la capa pasiva-

dora que el concreto forma alrededor de la barra, por

la rugosidad natural entre las superficies del concreto

y acero, y por las corrugaciones de las barras. As se

garantiza el cumplimiento de los principios en los que

se sustenta la teora del diseo.

Refuerzo de la mallaelectrosoldada a la vista.

Ningn tipo de pinturareemplaza el recubrimientocomo proteccin del refuerzo.CORTESA HAROLD MUOZ

Distribucin equivalente deesfuerzos.CORTESA HAROLD MUOZ

Efecto sobre la durabilidad

Existen distintos tipos de acero. El que compone las

barras para refuerzo del concreto estructural, que

cuando se encuentra a la intemperie posee baja capa-

cidad para soportar la corrosin, por lo que es a travs

del concreto que adquiere las caractersticas de dura-

bilidad. Un concreto denso, compacto, con adecuada

proporcin de material cementante, debidamente co-

locado y compactado, con el espesor de recubrimien-

to apropiado, hace que el acero de refuerzo tenga la

mejor proteccin contra los efectos de la corrosin.

Cuando la porosidad del concreto permite el ingreso

de algunas substancias nocivas, por ejemplo el CO2

del medio ambiente, este gas reacciona con el hidrxi-

do de calcio producindose el carbonato clcico que

se manifiesta en la anomala de la carbonatacin. En

tal circunstancia, el concreto pierde su basicidad (pH

< 12) o capacidad de proteger al acero, y si el fen-

meno se presenta en el lugar donde se encuentran las

varillas, stas se corroen.

Fundamentos del diseo

Para garantizar la accin del refuerzo en las estructu-

ras de concreto reforzado es fundamental que el ace-

ro y el concreto se deformen conjuntamente, para lo

cual se requiere que exista una debida adherencia en-

tre los dos materiales de forma que no se produzcan

movimientos entre las barras de refuerzo y el concreto

que las rodea. Es decir, para que la barra desarrolle el

Efecto sobre la capacidad resistente

Cuando se analiza la cantidad de recubrimiento de

un elemento estructural se comprende la considerable

disminucin de la capacidad resistente de una viga,

por ejemplo, a causa de la falta de control del recu-

brimiento.

Disminucin de lacapacidad resistente porprdida del recubrimiento.CORTESA HAROLD MUOZ

b

a

0.85fc

r

t

c=0.85f abc

T=A fs y

(d-r)

T=A fs y

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En la formacin de los ingenieros, se demues-

tra que el momento resistente de la viga se expresa

mediante la ecuacin Mu= fKbd2, la cual provie-

ne de la representacin que simplifica el diagrama

de distribucin de esfuerzos (C. Whitney) en una

seccin de una viga a flexin, tal como se encuen-

tra incorporado en la Norma Sismo Resistente

(NSR-10).

Para el caso de regiones de momentos negativos,

en caso de que la armadura haya descendido por fal-

ta de adecuados separadores que permitan controlar

apropiadamente los recubrimientos, el momento re-

sistente de la viga disminuye considerablemente dado

que en la expresin esta magnitud se encuentra eleva-

da al cuadrado.

Requerimientos de norma

La NSR-10 para el caso del concreto vaciado en el si-tio, establece los siguientes requerimientos mnimos:

C.7.7 RECUBRIMIENTO DEL REFUERZO

C.7.7.1 Concreto construido en sitio (No Preesforzado) Las barras del refuerzo deben tenerlos recubrimientos mnimos dados a continuacin. En ambientes agresivos deben utilizarse recu-brimientos mayores que los mencionados, los cuales dependen de las condiciones de exposicin.

Recubrimiento

mnimo

(a) Concreto colocado directamente sobre el suelo expuesto permanentemente a l............ 75 mm

(b) Concreto expuesto a suelo o a la intemperie:Barras No. 6 (3/4") 20M (20 mm) a No. 18 (2-1/4") 55M (55 mm).................Barras No. 5 (5/8") 16 M (16 mm), de alambre MW200 MD 200 (16 mm dedimetro) y menores..........................................................................................

50 mm

40 mm

(c) Concreto no expuesto a la intemperie ni en contacto con el suelo:Losas, muros y viguetas:Barra No. 14 (1-3/4) 45 M (45 mm) y No 18 (2-1/4) 55 M (55mm).............Barras No. 11 (1-3/8) 36 M (36 mm) y menores.........................................Vigas, Columnas:Armadura principal, estribos, espirales ................................... ...................... .....

40 mm20 mm

40 mm

Separadores

Dada la importancia que tienen los recubrimientos sobre

la durabilidad de las estructuras, se requiere el uso de

soportes, espaciadores o distanciadores, de forma que se

garantice tanto el espesor del recubrimiento como la po-

sicin del refuerzo. Se comprende que no es buena prc-

tica colocar como soportes piedras o pedazos de ladrillo,

y menos an de madera. Tampoco soportes fabricados

con mortero, puesto que deben tener al menos la misma

resistencia que el concreto del elemento. En el mercado

ya hay produccin industrial de soportes de refuerzo con

distintas dimensiones segn los requerimientos del dise-

o y de la construccin, pero tambin es fcil fabricarlos

en la obra.

El llamado concreto de limpieza o solado resulta fun-

damental para el proceso constructivo de la cimentacin

puesto que con l es posible garantizar mejores condi-

ciones de obra, especialmente en lo relacionado con la

limpieza del refuerzo y la calidad del suelo de soporte,

sobre todo en terrenos con altos niveles freticos.

ToleranciasLa NSR-10 establece que el refuerzo debe colocarse y

apoyarse cuidadosamente tal como se seala en los pla-

nos de obra, con tolerancia de mximo 6 mm en elemen-

tos construidos sobre formaleta, y que la tolerancia para

el recubrimiento no debe exceder de menos de 1/3 del

recubrimiento mnimo exigido.

La tolerancia para dy para el recubrimiento de con-

creto en elementos sometidos a flexin, muros y elemen-

tos sometidos a compresin debe ser la siguiente:

Tolerancia en dTolerancia en el

recubrimiento especificado

d 20 cm 1.0 cm -1.0 cmd > 20 cm 1.3 cm -1.3 cm

Tolerancia para la ubicacin longitudinal de los doblecesy extremos del refuerzo, as como para el recubrimiento deconcreto.CORTESA HAROLD MUOZ

Diversos tipos de soportes o distanciadores.CORTESA HAROLD MUOZ.

TOMADO DE LA NSR-10, CAPTULO C.7 - DETALLES DEL REFUERZO

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Como excepcin, la tolerancia para la distancia

libre al fondo de las formaletas debe ser menos de

6 mm. Adems, la tolerancia para el recubrimiento

tampoco debe exceder de 1/3 del recubrimiento del

concreto especificado en los planos de diseo y es-

pecificaciones del proyecto.

La tolerancia para la ubicacin longitudinal de los

dobleces y extremos del refuerzo debe ser de 5 cm,

excepto en los extremos discontinuos de las mnsulas

o cartelas donde la tolerancia debe ser de 1,3 cm y

en los extremos discontinuos de otros elementos don-

de la tolerancia debe ser 2,5 cm.

Concreto abuzardado

En los elementos de concreto cuya superficie exte-

rior se pica por razones estticas, los recubrimientos

se deben aumentar 1 cm en aquellas superficies que

van a picarse.

El alambre de amarrar

El recurso para construir y conformar apropiada-

mente el lugar donde se deben colocar las barras de

refuerzo es el amarre mediante alambre. Se utiliza el

llamado alambre negro que se fabrica a partir de la

Los elementos abuzardados deben construirse con un sobreespesor del recubrimiento.CORTESA MABEL VIVAS

Separadores para la adecuada colocacin del acero de refuerzo.CORTESA ATECON

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extrusin en fro de barras de refuerzo de . Este

proceso hace del alambre un buen recurso para ade-

cuarse a las configuraciones que le impone el amarre

mediante la herramienta denominada bichiroque.

En el momento de efectuar el amarre, el obrerorealiza la unin de los extremos del trozo doble de

alambre utilizando el ojo del doblez como punto de

giro del bichiroque. Da unas cuantas vueltas hasta

conseguir que se tense el alambre y as se obtiene la

sujecin de las barras que fueron previamente en-

lazadas por el mismo. El nudo resultante posee la

dimensin que corresponde a la longitud de los ex-

tremos del trozo de alambre utilizado y el nmero

de vueltas que el obrero haya realizado en el amarre

hasta conseguir al sujecin de las barras de refuerzo.

Bien se comprende que ni el nudo ni las puntas de

los extremos del alambre pueden quedar dentro del

recubrimiento del concreto que protege las varillas,

puesto que por ser elementos metlicos permiten la

corrosin del acero de refuerzo.

Al evaluar hoy edificios de construccin reciente

se observa con preocupacin el dao oculto y siste-

mtico que presenta el acero de refuerzo en accincomunicante por el efecto que le trasmiten el acero

expuesto, el alambre de amarrar o los elementos me-

tlicos en contacto con el refuerzo.

La solucin es muy simple y solo requiere de una

instruccin bsica al obrero: permitir que el amarre del

refuerzo se realice sin que el alambre de amarrar invada

el concreto de la zona del recubrimiento. Para conseguir

la mejor prctica constructiva, el operario debe conocer

la importancia de su labor de forma que se mentalice de

tal manera que impida la presencia del alambre dentro

del recubrimiento, por lo cual deber acostumbrarse a

que el nudo y los extremos del alambre se formen en el

interior del elemento estructural.

Alambre para amarrarlas barras de acero derefuerzo, con malas prcticasconstructivas.

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