reparación de estructuras de concreto armado

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1 UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE 1. Índice Contenido 1. Índice.......................................................................................................................................... 1 2. Introducción............................................................................................................................... 3 3. Objevos.................................................................................................................................... 4 3.1.1. Objevo General........................................................................................................ 4 3.1.2. Objevos Específicos.................................................................................................. 4 4. Marco Teórico............................................................................................................................ 5 4.1. Defectos Que Se Presentan En Las Estructuras De Concreto Armado................................ 5 4.1.1. Deterioro superficial................................................................................................... 5 4.1.2. Disconnuidad local y profunda................................................................................. 5 4.1.3. Grietas........................................................................................................................ 5 4.1.4. Fractura de un elemento............................................................................................ 5 4.1.5. Corrosión de las armaduras........................................................................................ 5 4.2. Causas................................................................................................................................ 5 4.2.1. Diseño:........................................................................................................................ 6 4.2.2. Ejecución.................................................................................................................... 6 4.3. Efectos................................................................................................................................ 6 4.4. Procedimientos de Reparación.-........................................................................................ 9 4.4.1. Inyección Gravitacional............................................................................................ 10 4.4.2. Aplicación Manual.................................................................................................... 11 4.4.3. Gunita: Mortero Proyectado.................................................................................... 11 4.4.4. Concreto Preempacado............................................................................................ 12 4.4.5. Refuerzos Externos (betón plaqué).......................................................................... 13 4.4.6. Insertos Superficiales................................................................................................ 14 4.5. Materiales para la Reparación.......................................................................................... 14 4.5.1. Morteros de Cemento.............................................................................................. 14 4.5.2. Morteros con Polímeros........................................................................................... 15 4.5.3. Morteros Predosificados.......................................................................................... 16 1 Reparación de Estructuras de Concreto Armado – Análisis Estructural

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reparacion de estructuras de concreto armado

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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

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1. ndiceContenido1.ndice12.Introduccin33.Objetivos43.1.1.Objetivo General.43.1.2.Objetivos Especficos44.Marco Terico54.1.Defectos Que Se Presentan En Las Estructuras De Concreto Armado54.1.1.Deterioro superficial54.1.2.Discontinuidad local y profunda54.1.3.Grietas54.1.4.Fractura de un elemento54.1.5.Corrosin de las armaduras54.2.Causas54.2.1.Diseo:64.2.2.Ejecucin64.3.Efectos64.4.Procedimientos de Reparacin.-94.4.1.Inyeccin Gravitacional104.4.2.Aplicacin Manual114.4.3.Gunita: Mortero Proyectado114.4.4.Concreto Preempacado124.4.5.Refuerzos Externos (betn plaqu)134.4.6.Insertos Superficiales144.5.Materiales para la Reparacin144.5.1.Morteros de Cemento144.5.2.Morteros con Polmeros154.5.3.Morteros Predosificados164.5.4.Concretos.164.5.5.Aditivos174.6.Eleccin Del Procedimiento184.7.Tcnica195.Conclusiones y recomendaciones.205.1.Conclusiones205.2.Recomendaciones206.Bibliografa.20

2. Introduccin

Cada da son ms frecuentes en la edificacin las situaciones en que resulta necesario intervenir sobre una estructura existente. En tal sentido las estructuras de concreto armado, no ofrecen las facilidades constructivas o de anlisis que presentan, por ejemplo las estructuras de acero. El concreto armado ha demostrado en el tiempo su excelente comportamiento, incluso frente a severas y diversas solicitaciones, a veces muy superiores a las previstas en el clculo. Sin embargo, eventualmente y por efecto de acciones externas como sobrecargas o sismos, puede sufrir daos. Ellos slo ocasionalmente llegan a comprometer la seguridad de la estructura, la que excepcionalmente puede colapsar.Las estructuras daadas normalmente pueden recuperarse por medio de reparaciones. Estas sern exitosas en la medida que otorguen amplia seguridad a los usuarios y preserven la vida til de las construcciones por el perodo para el cual fueron diseadas.Para la reparacin se suele recurrir a retapes superficiales que no otorgan ninguna seguridad, o bien, a demoliciones y refuerzos injustificados.Evidentemente ambos extremos son inconvenientes, ya que pueden repercutir en graves daos o elevado costo.La rehabilitacin de estructuras de concreto armado y pretendido es una actividad compleja que exige un conocimiento profundo del comportamiento de los materiales y de las tcnicas ejecutivas. Realizar con suceso una reparacin, una proteccin o un refuerzo estructural representa, en general, un nuevo desafo para los ingenieros y arquitectos.

3. Objetivos

3.1.1. Objetivo General.

Ofrecer un panorama lo ms amplio posible en relacin con la rehabilitacin de estructuras de concreto armado.3.1.2. Objetivos Especficos

Conocer las principales fallas y reparacin de las mismas en estructuras de concreto armado. Conocer los distintos materiales usados para la reparacin de estructuras de concreto armado.

4. Marco Terico

4.1. Defectos Que Se Presentan En Las Estructuras De Concreto ArmadoLa falla de una estructura tiene generalmente una manifestacin externa de cuyo anlisis se podr deducir la importancia, origen y posibles consecuencias. De lo anterior, se puede apreciar la importancia que representa el saber reconocer estos daos, clasificarlos y describirlos.4.1.1. Deterioro superficialSe caracterizan en general, por su pequea profundidad en relacin con una extensin relativamente grandes. Se incluyen aqu todas las fallas cuyo espesor es inferior a 5 cm y/o alcanza a afectar slo el recubrimiento de las armaduras.4.1.2. Discontinuidad local y profundaSu extensin puede ser grande o no, siendo su profundidad mayor que 5 cm, afectan el concreto detrs de las armaduras; un ejemplo tpico son los nidos de piedra.4.1.3. GrietasSe deben a que las tensiones internas en el concreto, han sobrepasado la resistencia de ste, produciendo la rotura del elemento.Si la causa que la origin ha desaparecido, dicha grieta se puede considerar sin movimiento (grieta muerta) y por lo tanto susceptible de ser reparada devolviendo el monolitismo a la estructura.4.1.4. Fractura de un elementoCorresponde a una o varias de las fallas mencionadas, manifestndose con mayor intensidad y cortando o deformando la encerradura original. Generalmente se hace necesario un reemplazo total o parcial del elemento.4.1.5. Corrosin de las armadurasLa primera manifestacin de corrosin en las armaduras es la aparicin de fisuras sobre las barras debido al aumento de volumen del fierro al oxidarse; puede verse acompaada de manchas de xido, lo que va intensificndose a medida que el proceso avanza. En una etapa posterior cae el recubrimiento y las armaduras quedan a la vista, aprecindose tambin la reduccin de la seccin til del fierro.4.2. CausasLos agentes causantes de los problemas patolgicos pueden ser varios: cargas, variaciones de humedad, variaciones trmicas intrnsecas y extrnsecas al concreto, agentes biolgicos, incompatibilidad de materiales, agentes atmosfricos y otros.

En el caso de una fisura en viga por la accin de momentos flectores, el agente causante es la carga si no hubiera carga, no habra fisura cualquiera que fuera el origen del problema. En el caso de fisuras verticales en vigas pueden ser los agentes causantes tanto las variaciones de humedad retraccin hidrulica por falta de curado como gradientes trmicos resultantes del calor de hidratacin del cemento, o movimientos trmicos resultantes de variaciones diarias y anuales de la temperatura ambiente. Evidentemente, a cada causa corresponder una terapia ms adecuada y ms duradera.4.2.1. Diseo:Corresponde a una falta o insuficiencia en los estudios preliminares, como condicin de suelos, ambiente, etc., errores de dimensionamiento o calidad, cantidad y disposicin de las armaduras, especificaciones incompletas, etc.

4.2.2. EjecucinPueden presentarse defectos por materiales y procedimientos. En el primer caso se trata de la eleccin inadecuada de los componentes del concreto o incumplimiento de las normas de calidad. El segundo caso corresponde a la utilizacin de malos procedimientos, especialmente en el vaciado, colocacin, compactacin y curado del concreto. Algunos ejemplos tpicos muy frecuentes son los nidos de piedras las juntas de concreto adomal ejecutadas.Uso:Los daos debidos al uso aparecen cuando la estructura est en servicio y despus de un tiempo ms o menos largo segn el caso. A veces las condiciones de uso no fueron bien previstas, pero muchas veces se deben a que las condiciones cambian despus.

Entre las causas de dao por el uso se pueden mencionar: sobrecargas, deformaciones, medio ambiente, ataque qumico, desgaste, cavitacin y efecto de los incendios.4.3. Efectos

El dao en una estructura puede tener efectos sobre la estabilidad, o sobre la durabilidad y seguridad de la obra, adems de aspectos de orden esttico.

Entre estos ltimos, pueden influir tambin razones psicolgicas; un ejemplo tpico es una grieta en una vivienda, la cual puede no influir estructuralmente, sin embargo, produce una sensacin de inseguridad en el usuario.

Desde el punto de vista de la durabilidad la falla original puede favorecer fallas menores; es el caso de corrosin debido a una grieta o nido de piedras. Cuando el dao influye en la seguridad de la estructura, requiere atencin y reparacin inmediata.

Conocido el problema y determinados la causa y su efecto, es necesario ordenar y clasificar las fallas para luego seleccionar el procedimiento y racionalizar las faenas de reparacin. Finalmente es necesario sealar que en casos de daos en estructuras deber consultarse a profesionales calificados, y elegir procedimientos de reparacin simples, cuando no se dispone de personal y equipos especializados. Los mtodos ms sofisticados slo pueden ser ejecutados por personal idneo y bajo la supervisin adecuada

ReconocimientoDescripcinCausas principalesAlternativas de Reparacin

Grietas por flexin pura. Sobrecargas no previstas. Deformacin excesiva con cuantas normales. Cuantas insuficientes. Mala adherencia de las armadurasal concreto. Mala disposicin de armaduras.Evaluar la situacin del elemento ydeterminar:a) Recuperar monolitismo:- Inyeccin de epoxi.b) Refuerzo del elemento:- Verificar armadura existente.- Reforzar en caso necesario,para lo cual se debe: Colocar insertos (tipo anclajes)a travs de perforaciones; relleno con epoxi. Picar y colocar armadura adicional, rellenar con mortero epoxi. Reforzar con armadura externa (platabandas adheridas con epoxi).c) Eventual demolicin y reemplazo.

Grietas por esfuerzo de corte(Traccin diagonal). Sobrecargas no previstas. Armaduras transversales insuficientes. Baja calidad del concreto.

Rotura por compresinCuanta de armadura a la traccin alta y/o baja resistencia del concreto a compresin.Analizar resistencia del concreto y estado tensional de las armaduras.a) Refuerzo exterior con platabandas.b) Posible demolicin y reemplazo.

Rotura por pandeo del alma (vigas de alma muy delgada T-I).Diseo insuficiente:Tensiones principales de compresin superan la resistencia del concreto.

Rotura por deslizamiento de armaduras.Diseo o construccin inadecuados:Falla de anclajes y/o de armaduras transversales.

Rotura en antepechos, antetechos, vigas invertidas. Defecto en junta de vaciado de concreto. Defectos de anclaje.Inadecuada colocacin de armaduras. Diseo estructural insuficiente.

Nidos en fondos de vigas y nudos.Inadecuada composicin del concreto-segregacin.Tamao mximo del rido excesivo.Procedimiento de colocacin inadecuado: falta de compactacin.Alzaprimado eventual.Remocin del concreto defectuoso.Regularizar superficie.Reemplazo del concreto:a) Defectos superficiales:Reconstituir recubrimiento mediante mortero de cemento con lechada de adherencia.b) Defectos profundos de pocaextensin:Relleno con mortero epxico.c) Nidos mayores de grandes volmenesy/o extensin:Reemplazo con concreto previa aplicacin de puente de adherencia.

Grietas por flexin.Armaduras insuficientes.Desplazamiento o mala colocacin de armaduras.Sobrecargas superiores a las de diseo.a) Inyeccin con epoxi.b) Refuerzo: con armadura externa: platabandas. ranurado, insercin de armaduray relleno con mortero epxico. sobrelosa armada adherida con epoxi.(Verificar longitudes de anclaje)

Nidos de piedras en columnasy muros, generalmente coincidentes con juntas de vaciado de concretoInadecuada composicin del concreto, baja docilidad, segregacin.Excesivo tamao mximo del rido.Alta densidad de armaduras: dificultad de acceso al concreto.Procedimiento de vaciado de concreto inadecuado: segregacin, falta de compactacin.Prdida de mortero o lechada por unin de encofrados.Inadecuado tratamiento de la junta, falta de limpieza, no se coloc capa de mortero.General:- Alzaprimar cuando el nido comprometa una seccin importante.- Remover por picado todo el concreto defectuoso y regularizar la forma geomtrica de la cavidad.a) Nidos pequeos (espesor