capitulo 2
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MANUAL DE REPARACIONES CAP_2TRANSCRIPT
CAPÍTULO 02
Orientación para el Diagnóstico
Autores
Enio Pazini Figueiredo Vitervo O´Reilly
Fernanda Wanderley Giana Sousa Sena Rodrigues
Leonel Tula
INTRODUCCIÓN
El Comité 201 del ACI (American Concrete Institute) define la durabilidad del hormigón hidráulico (de cemento Pórtland) como la capacidad de este resistir la acción del
intemperismo, el ataque químico, la abrasión o cualquier otro proceso de deterioración.
De acuerdo con COLLEPARDI (1999) la durabilidad de una estructura de hormigón armado tratase de la capacidad que esta estructura posee de mantener sus características
estructurales y funcionales originales durante su vida útil esperada, en las condiciones de exposición para las cuales fue proyectada. Por tanto, la durabilidad de la estructura no coincide con la durabilidad del hormigón, considerada, en este caso, como la capacidad del propio material de conservar las propiedades originales por cierto período de tiempo.
Delante de eso, se puede constatar que la durabilidad del sistema no depende apenas de la durabilidad del hormigón, sino también de otros aspectos.
La durabilidad de las estructuras de hormigón armado es un asunto que ha sido ampliamente estudiado y discutido en el medio técnico y científico, principalmente en las últimas décadas. En ese aspecto, la frontera del conocimiento ha avanzado de forma bastante significativa, no sólo en relación a los materiales que componen el hormigón armado, como también en lo que se refiere al comportamiento conjunto del sistema acero-
hormigón.
Se sabe que antiguas estructuras, que utilizaban elevadas cantidades de cemento por m3, materiales pozolánicos en la composición del hormigón y elevadas espesuras de
recubrimiento (cuando armadas), resisten al tiempo hasta hoy. Se puede tomar como ejemplo un almacén en hormigón armado, erguido en Inglaterra, en el año 1900, el cuál aún se encontraba en buenas condiciones de uso cuando evaluado en 1979, presentando pocas
evidencias de fisuras o desplacamientos asociados a la corrosión de las armaduras (B.R.E. DIGEST, 1982). Los romanos, aunque no utilizasen el cemento Portland o armaduras, realizaron obras de hormigón que se eternizaron, venciendo siglos de existencia, a ejemplo del templo Phanteon en Roma, concebido en 27 a.C. (KATTAR & ALMEIDA, 1998). Además de estas, muchas otras obras, aún son admiradas hoy por la belleza arquitectónica y acaban por se transformar en marcos y referencias de pueblos y culturas. No obstante, a pesar de no dudarse del conocimiento científico actual, que es bien más amplio, impresiona la
negligencia humana en utilizar este conocimiento disponible y consolidado. Además de eso, el medio ambiente, en la actualidad, es bien más agresivo que décadas atrás, principalmente en los grandes centros urbanos. El perfeccionamiento de técnicas de dimensionado, más avanzadas y por tanto, más económicas, también interfiere negativamente en lo que respecta a la durabilidad.
Sumándose estos, a otros factores, puede llegarse a la conclusión de que las estructuras de
hormigón armado contemporáneas están cada vez más vulnerables al surgimiento precose
de manifestaciones patológicas.
(b)
Figura 0.1 Principales manifestaciones patológicas en estructuras de hormigón armado en Brasil (a) y sus
orígenes (b) (CARMONA & MAREGA, 1988)
En este sentido, un extenso levantamiento, de amplitud nacional, fue realizado por CARMONA & MAREGA (1988), los cuales identificaron la incidencia de los principales problemas patológicos de las estructuras de hormigón en relación al origen de los mismos. Los resultados de este estudio son mostrados en el gráfico de la Figura 0.1.
Queda evidente que, para la realidad brasileña, las atenciones deben ser dirigidas al control de ejecución de obras de hormigón, o sea, a la calidad de la mano de obra, resultado diferente al constatado de datos recogidos, por estos mismos investigadores, de Europa,
donde se verifica la necesidad de control rígido en la etapa de proyecto.
En relación a los tipos de manifestaciones patológicas más frecuentes, el mismo estudio apuntó la corrosión de las armaduras como una de las causas de deterioración más común en las estructuras de hormigón, quedando en tercero lugar con 31% de los casos
levantados, permaneciendo atrás apenas de los defectos constructivos y fisuras, en esta orden. Sin embargo, cabe resaltar que las fisuras pueden ser originadas de tensiones internas provocadas por la corrosión de las armaduras y que los defectos constructivos, o mismo las fisuras, pueden provocar el surgimiento de diversos tipos de manifestaciones patológicas, entre ellas, la propia corrosión de las armaduras.
A pesar de que se busque a cada día proyectar y construir estructuras más durables, es de mucha importancia evaluar su utilidad o funcionalidad a largo plazo. PAULON (1999)
relaciona el concepto de durabilidad con el tiempo de uso y obsolescencia de una obra, haciendo una distinción entre la obra perenne y la obra durable. La primera es considerada indestructible, pero no necesariamente útil. Por otro lado, la obra durable permanece útil
apenas durante el tiempo deseado. Por tanto, volviendo a la definición de durabilidad, lo importante en realidad no es que una estructura sea eterna, sino que conserve sus
(a)
características originales durante el período esperado, o sea, durante su período de
utilización. Muchas veces no es necesario que una estructura dure más que 50 o 100 anos, pues boa parte de las antiguas estructuras, segundo COLLEPARDI (1999), se tornaron obsoletas en menos de un siglo o, en algunos casos, en pocas décadas.
LANGLEY (1998) dice que la alta durabilidad no es una propiedad intrínseca del hormigón, mas puede ser alcanzada a través del cumplimento de algunos requisitos, como la correcta selección de los materiales, de una dosificación, mezcla y vertido apropiados, de una cura adecuada, y finalmente, por una protección superficial satisfactoria.
En el campo de la normalización, están disponibles en diferentes países varios documentos que tratan de asuntos referentes a la durabilidad del hormigón. En Europa las recomendaciones pueden ser encontradas en el Eurocode 2, en la European Prestandard ENV 206, Concrete Performance, Production, Placing and Compliance Criteria, de 1992, bien como en el CEB-FIP Model Code 90. Los norteamericanos se basan en el ACI Committee 201, Guide to Durable Concrete, de 1992, y en Japón la durabilidad del hormigón es tratada
en la Proposed Specification of Durability for Concrete Structures, Concate Library of JSCE,
n.º 27, de 1996 (ANDRADE,1998; COLLEPARDI, 1999; HELENE, 1997)
En Brasil la norma NBR 6118/78 - Proyecto y Ejecución de Obras de Hormigón Armado, no trata con mucho énfasis de los asuntos relacionados con la durabilidad. No obstante, se encuentra en proceso de consulta pública un proyecto de revisión de esta norma, que pretende abordar aspectos inherentes a este tema. La NBR 6118/2000, como será llamada, tendrá la inclusión de dos capítulos, un que presentará directrices para la durabilidad de las
estructuras de hormigón y un segundo que tratará de criterios de proyecto teniendo en cuenta la durabilidad. En relación a los nuevos tópicos, cabe destacar el punto 9.1 que trata de las exigencias de durabilidad:
“Las estructuras de hormigón deben ser proyectadas y construidas de modo que, bajo las condiciones ambientales previstas en la etapa de proyecto, y cuando utilizadas conforme previstas en el proyecto, conserven su seguridad, estabilidad y aptitud durante el servicio en un período mínimo de 50 años, sin que exijan medidas adicionales de mantenimiento y
reparo”.
Por tanto, como el alcance de una vida útil satisfactoria está relacionado con la integración de las fases que van desde la planificación hasta la utilización y mantenimiento de la edificación, es coherente que las responsabilidades sean divididas para todos aquellos involucrados en alguna de estas fases, cabiendo a estos, responder por cualquier fallo o problema que venga a ocurrir.
También hará parte del novo texto, los mecanismos más significativos de envejecimiento y deterioración de las estructuras de hormigón, tales como la lixiviación, expansión causada por sulfatos y la reacción álcali-árido, que están relacionados al hormigón en si, la despasivación de la armadura por carbonatación y por el elevado tenor de cloruros, que se refieren a la armadura, además de los mecanismos de deterioración relativos a la estructura propiamente dicha.
Siguiendo este camino, serán discutidos a seguir, algunos de los principales mecanismos de
deterioración de las estructuras de hormigón.
VIDA ÚTIL DE LAS ESTRUCTURAS DE
HORMIGÓN
La vida útil de una estructura, según el código modelo del CEB (Comité Euro-international du Béton) de 1989, es el tiempo durante el cual la estructura mantiene un limite mínimo sus prestaciones en servicio, para las cuales fue proyectada, sin elevados costos de mantenimiento y reparo.
Una representación esquemática, basada en el Bulletin 182 del CEB (1989), es mostrada en la Figura 0.1, la cual relaciona las prestaciones en servicio con la vida útil
de la estructura.
TUUTTI (1982) propuso un modelo de vida útil para estructuras de hormigón desde el
ponto de vista de la corrosión de las armaduras, dividiendo el mecanismo en dos etapas, la de iniciación y la de propagación. Este modelo, simple pero clásico, es
representado en la Figura 0.2.
La fase de iniciación corresponde al tiempo que los agentes agresivos (cloruros o CO2) demoran para atravesar el recubrimiento y llegar a la armadura, despasivándola, mientras que la fase de propagación es el período que comprende una acumulación progresiva de la deterioración, hasta que sea alcanzado un nivel inaceptable de la misma (ANDRADE, 1992).
a – No deteriorada, pero con el desgaste natural. b - Reparo después de ultrapasar el límite crítico de aceptación. c – Deterioración. d - Necesidad de reparar antes de ultrapasar el límite crítico de aceptación.
Figura 0.1 Vida útil de servicio (CEB, 1989)
Figura 0.2 Modelo de vida útil de TUUTTI (1982).
HELENE (1993) llega más lejos y distingue tres situaciones durante el período de vida útil de una determinada estructura, que son:
1. El período de iniciación, también chamado de vida útil de proyecto; 2. El período donde aparecen los primeros señales o síntomas de la corrosión,
llamado de vida útil de servicio o de utilización;
El período de tiempo que va hasta el colapso parcial o total de la estructura, llamado de vida útil total.
En este sentido el autor propone un modelo gráfico englobando estos tres conceptos de vida útil, partiendo de la propuesta inicial de TUUTTI (1982) e incorporando además el concepto de vida útil residual, correspondiente al período de tiempo, a partir de la visita técnica (inspección inicial), que la estructura aún tendrá capacidad
de desarrollar sus funciones. Estos conceptos, se basan en el fenómeno de la corrosión de las armaduras, se presentan gráficamente en la Figura 0.3.
Nivel de corrosión
Tiempo Propagación Iniciación
Vida útil
CO2, Cl-
Nivel máx. aceptable de corrosión
O2, oC, UR
Tiempo antes de reparar
Figura 0.3 Conceptuación de la vida útil de las estructuras de hormigón, tomandose por referencia el fenómeno
de la corrosión de las armaduras (HELENE, 1993).
Sabiéndose que las estructuras de hormigón no son eternas, y por tanto poseen una
vida limitada. ¿Por qué no hacer una previsión de esta vida útil durante la etapa de proyecto?
ANDRADE (1992) dice que la vida útil es limitada y deberá ser prevista en proyecto. La norma ASTM – E632/82 describe una metodología para definir la vida útil, y la comisión conjunta CIB-RILEM (W80 CIB/GT – 71 PSL RILEM) aborda aspectos de vida útil de la estructura y de todos los elementos constructivos de una obra. La autora
cita que el Instituto Eduardo Torroja en España posee un levantamiento de los
períodos de propagación de la corrosión de las armaduras y que en este mismo Instituto existe un extenso banco de datos sobre velocidades reales de corrosión, a través del cual es posible prever el tiempo que la pieza estructural llevará para fisurar, por el redimensionamiento de secciones de elementos estructurales en proceso de corrosión. Para algunos investigadores tornase difícil definir el “limite inaceptable” para el fin de la vida útil de una estructura, teniendo en cuenta que hay mucha
controversia alrededor del período de propagación, en virtud de que algunos afirman que durante ya desde esta etapa ocurre una considerable pérdida de la integridad estructural. HELENE (1997), por ejemplo, no considera el período de tiempo “posterior a la despasivación hasta la fisuración” como vida útil, pues según él, en países con condiciones climáticas como las de Brasil, esto representaría un gran riesgo.
Un análisis del estado límite de la corrosión de armaduras fue realizado por SIEMES & VROUWENVELDER (1985), con la intención de optimizar proyectos para durabilidad,
llevándose en cuenta aspectos técnicos y económicos, donde fueron aplicados estudios estadísticos. Los resultados de este análisis llevaron a los autores a concluir que el
modelo estadístico fue adecuado para resolverse el problema de la durabilidad.
PAGE (1982) alerta sobre la dificultad de preverse la vida útil de una estructura babeándose en testes acelerados y propiedades electroquímicas de componentes metálicos. Una de las razones para esta dificultad, según este investigador, son las
diversas formas en que la corrosión puede manifestarse. Él concluye diciendo que el conocimiento de la época no permite una adecuada previsión de la vida útil.
La cantidad de variables que envuelven la problemática de la durabilidad es apuntada por LUCCHINI (1990) como el principal obstáculo para evaluarse la vida útil de estructuras de hormigón. El investigador introduce un modelo que identifica las variables más significativas y otro para un proceso de previsión de vida útil de componentes constructivos. Los modelos consideran el tipo de material, su función y
el ambiente en que el mismo está insertado, además de contener una lista de los principales agentes, con sus intensidades, y otros aspectos que, interactivamente, son capaces de auxiliar en la previsión de la vida útil, sea en estudios analíticos, sea en
programas experimentales.
Además de los agentes del medio ambiente, SENTLER (1987) considera la influencia
de la instalación de las cargas en la previsión de la vida útil, y aún una combinación de ambos. El autor comenta que la vida útil de una estructura de hormigón irá depender de como los problemas de durabilidad son considerados en el proyecto y como los criterios de performance son cumplidos durante la fase de ejecución. Sin embargo, el autor sugiere que los efectos sinérgicos entre las cargas y los agentes del medio sean considerados más detalladamente, siendo fundamental un mayor conocimiento a respecto de las propiedades de los materiales y acciones a ser estudiadas. Resalta
que para una evaluación precisa de la vida útil será necesaria aún, que las buenas prácticas de ejecución sean rigurosamente cumplidas.
MORINAGA (1990) investigó un método de previsión de vida útil, considerando los dos principales mecanismos de despasivación de la armadura, o sea, la carbonatación y la acción de los cloruros. En este estudio el autor estableció relaciones bastante estrechas entre el nivel de corrosión de las armaduras y la vida útil del hormigón. Fue
posible realizar una previsión dentro de varias condiciones y evaluar cuantitativamente
los factores que poseen mayor influencia, combinando los límites permisibles y las tazas de corrosión.
Otros investigadores vienen estudiando el tema vida útil de las estructuras, tentando preverla, a través de modelos y de la realización de investigaciones, casi siempre basadas en el fenómeno de la corrosión de las armaduras (SOMERVILLE, 1992) entre otros.
Más recientemente, NMAI (2000) presentó una revisión de las tecnologías existentes y en desarrollo para protección de las estructuras de hormigón contra corrosión de las armaduras. Mostró también, en su artículo, un nuevo modelo para previsión de vida útil que engloba algunas de las varias tecnologías que permiten proyectistas y propietarios tomar decisiones racionales con respecto a los sistemas de protección contra corrosión de las armaduras de hormigón. El modelo presentado, llamado de “Life-365”, es basado en una solución de diferencias finitas para la segunda Ley de
Fick de difusión. La versión 1.0 de este modelo representa la primera etapa de una larga investigación que objetiva comprender mejor la vida útil y presentar un modelo
de análisis de costos para corrosión inducida por cloruros.
En Brasil HELENE (1997), después de definir conceptos, mecanismos de envejecimiento, clasificar el medio ambiente cuanto al grado de agresividad y agrupar los hormigones en clases, relata que los actuales y clásicos conceptos y métodos de
introducción de la seguridad en el proyecto de las estructuras de hormigón no aseguran durabilidad ni son herramientas adecuadas para el cálculo y previsión de la vida útil. Para contemplar los requisitos mínimos de durabilidad y estética, se hace necesario, según este autor, establecer nuevos criterios de dimensionamiento, elaborados a partir del conocimiento de los fenómenos y mecanismos de deterioración, así como de sus consecuencias. En este sentido, son citados y descritos los cuatro métodos de previsión de vida útil para estructuras de hormigón, a seguir relacionados:
1. Con base en experiencias anteriores; 2. Basados en ensayos acelerados; 3. A través de métodos deterministas,
4. Métodos estocásticos o probabilistas.
Siguiendo esta filosofía, HELENE viene buscando incorporar estas y otras ideas en la nueva Norma Brasileña de Proyecto y Ejecución de Estructuras de Hormigón, que se encuentra en revisión actualmente.
GUIMARÃES (2000) evaluó la durabilidad de una estructura marítima de hormigón armado, comparando su comportamiento con los modelos de previsión de vida útil y las normas existentes. Basado en los resultados de esta evaluación, formuló un nuevo modelo, el cual es indicado para estructuras localizadas en ambiente marítimo, pero es válido apenas para obras construidas con materiales y técnicas similares. El modelo fue desarrollado a través de ensayos tecnológicos realizados “in loco” en los diferentes
microclimas de la estructura escogida para el estudio.
La cuestión de la vida útil de las estructuras de hormigón es por tanto, un asunto complejo y que merece ser tratado con bastante cuidado. Es preciso aplicar todo el
conocimiento disponible a respecto del tema, en el sentido de tornar posible una evaluación coherente del comportamiento de las obras y de los costos involucrados
por un determinado período de tiempo, evitando así, gastos e intervenciones
innecesarios. En el caso de las estructuras que ya se encuentran en proceso de deterioración, es necesario, según ANDRADE (1992) (1992), tanto calcular su tiempo de vida sin riesgo de colapso, como decidir el momento adecuado para iniciar los procedimientos de reparo y recuperación.
ORIENTACIÓN PARA EL DIAGNÓSTICO
A seguir se presenta un conjunto de tablas para facilitar al consultor en sus trabajos de inspección y diagnóstico de estructuras de hormigón.
La indicación del diagnóstico esta dada para que el consultor de entrada a través de los síntomas y/o de las manifestaciones patológicas típicas que ocurren en obras.
Recuérdese que se trata apenas de una guía de soluciones, una vez que el diagnóstico
conclusivo debe de ser demostrado por ensayos y pruebas químicas, físicas, mecánicas y análisis numéricos, y siempre debe ser elaborado por especialistas.
Acción del Hielo y del Deshielo
Deterioro por ciclos de hielo-deshielo
1. Losa de cobertura 2. Marquesinas 3. Pavimentos de carreteras 4. Tablero de puentes 5. Columnas, pared-cortinas y muros
parcialmente inmersos
Diagnóstico:
1. Agua en los poros de la pasta y de los áridos de elevada absorción 2. Disminución de la temperatura
3. Congelamiento de agua 4. Aumento de volumen 5. Tensiones internas de tracción 6. Fisuras en la pasta y alrededor y a través de los áridos 7. Aumento de la temperatura
Pronóstico:
1. Aumento de la porosidad 2. Escamación y desagregación superficial
Actuaciones correctivas:
1. Reparación superficial localizada 2. Reparación superficial generalizada
3. Reparos en juntas de temperatura
4. Protección superficial con pinturas hidrofugantes
(Emmons, P.H, 1994)
Acción de la Variación Térmica
Manifestación:
fisuras o grietas por acción de la variación
térmica ambiental (sazonal y diaria)
6. Losas 7. Marquesinas
8. pared-cortina
Diagnóstico:
1. Variación de temperaturas 2. Contracción y dilatación volumétrica 3. Generación de esfuerzos de
tracción 4. Formación de fisuras activas
Pronóstico:
3. Movimentación de las fisuras 4. Disminución del camino de los agentes
agresivos hasta las armaduras o partes más internas del hormigón
5. Carbonatación , deterioro del hormigón y corrosión de las armaduras
Actuaciones correctivas:
5. Aislamiento térmico del elemento fisurado
6. Uso simultáneo de
1. técnica de inyección de fisuras
2. proyecto de junta de dilatación con
mastiques/ sellantes
Movimentación térmica ambiental
Manifestación:
Fisuración debido a la movimentación
térmica ambiental
9. Pórticos (vigas, losas y columnas).
(Emmons, P)
Diagnóstico:
5. Gradiente de temperatura interno y externo
6. Dilatación del elemento que está
expuesto (coeficiente de dilatación térmica del hormigón 9x10-6 m/m/oC)
7. Fisuración de los elementos que no se dilatan con el aumento de temperatura
Pronóstico:
6. Dilatación de los elementos sujetos al aumento de la temperatura
7. Fisuración de los elementos que restringen el aumento de la dilatación
8. Carbonatación, deterioro del hormigón, 9. corrosión de armaduras ;
10. colapso parcial o total de la estructura
Actuaciones correctivas:
7. Aislamiento térmico del elemento sujeto a variación térmica
1. Sellamiento de fisuras
Retracción hidráulica y térmica
Manifestación:
Fisuración por retracción hidráulica y
térmica
10. Vigas 11. Losas
12. Columnas 13. Paredes-cortina
Diagnóstico:
8. Alta relación agua/cemento;
9. Alto calor de hidratación; 10. Exceso de vibración;
11. Cura mal hecha; 12. Disminución del volumen del
hormigón; 13. Surgimento de fisuras que
atraviesan el elemento.
Pronóstico:
11. Aumento de la porosidad 12. Transporte de agentes agresivos 13. Carbonatación, 14. Corrosión de las armaduras 15. Colapso de la estructura
Actuaciones correctivas:
8. Analizar la actividad de las fisuras y clasificarlas como activas o pasivas;
9. Eliminar cuidadosamente el hormigón comprometido, limpiando bien la superficie
10. Efectuar protección térmica conveniente;
11. Técnicas de inyección
- sellantes
- base epoxi ;
- base cementicia
Retracción hidráulica
Manifestación:
Fisuración por retracción hidráulica
Son fisuras que surgen durante las primeras horas, después del hormigonado, producto de la perdida de su agua por evaporación.
Esta disminución de volumen se produce en el hormigón aun en estado plástico,
sin que haya finalizado el proceso de fraguado.
También suelen aparecer fisuras de retracción durante el proceso de
endurecimiento, si el elemento se encuentra coartado no puede tener libre retracción, por lo tanto las tensiones superan la resistencia a tracción del hormigón apareciendo fisuras que la seccionan.
* hay que diferéncialas de las fisuras por desecación superficial. Las cuales no atraviesan el
elemento.
Diagnóstico:
1. Secado prematuro del hormigón por curado inadecuado. 2. Alta relación agua - cemento 3. Elemento con escasa cuantía de acero de retracción. 4. Elementos muy coartados. 5. Exceso de cemento o finos. 6. Exceso de vibrado.
Pronóstico:
1. Corrosión de armaduras
2. Posibles futuras deformaciones.
3. Acortamiento de la vida útil de la viga y la estructura.
Actuaciones correctivas:
1. Analizar la actividad de las fisuras y clasificarlas como vivas o muertas.
2. Determinar el ambiente en que se encuentran el elemento a reparar:
3. Tecnica de inyección
Desecación superficial
Manifestación:
Fisuración por desecación
superficial
14. Vigas 15. Losas 16. Columnas 17. Paredes-cortina
viga
losa
Diagnóstico:
14. Alta relación agua/cemento;
15. Exceso de vibración;
16. Exudación;
17. Evaporación del agua de amasado;
18. Exagerada absorción del agua por parte de los áridos o por los
encofrados.
19. Surgimento de fisuras en las primeiras horas.
Actuaciones correctivas:
12. Eliminar cuidadosamente el hormigón comprometido, limpiando bien la superficie;
13. Determinar el ambiente en que se encuentra el elemento a ser reparado:
14. Efectuar protección térmica conveniente;
15. Técnicas de inyección
Pronóstico:
16. Fisuras superficiales y pasivas; 17. No ocurrencia de problemas
estructurales; 18. En caso de pisos de industriales,
ocurrencia de pérdida de recubrimiento y consecuente
disminución del camino de los agentes agresivos a las armaduras:
1. Aumento de la porosidad;
2. Transporte de agentes
agresivos;
3. Corrosión de las armaduras;
4. Colapso de la estructura.
- sellantes
- base epoxi ;
1. Reparo superficial generalizado
- mortero polimérico de base cemento;
- mortero de base epoxi
Acción del fuego
Acción del fuego
Todas las estructuras de hormigón:
Diagnóstico:
Temp.
(ºC)
Pérdida de agua, reacciones
químicas y daños
Color del
hormigón
Resistencia
residual en % de
la resistencia inicial
Módulo de
deformación
residual en % del
módulo de
deformación inicial
20 Evaporación del agua capilar Gris
100 100
200 95
70
300 Pérdida del agua de gel;
aparecimiento de las primeras
fisuras superficiales; Ca(OH)2
se transforma en CaO Rosa
50
400 88 38
500 Hormigón comienza a
desagregar
75 35
600 Rojo 55 20
900 Hormigón desagregado, sin
ninguna resistencia
Ceniza-
rojizo 10
0 1000 Amarillo-
anaranjado 0
Pronóstico:
19. Fisuración superficial 20. Deformación del hormigón 21. Lascamiento del
recubrimiento 22. Deformación del acero 23. Rotura de los elementos
Actuaciones correctivas:
16. Apuntalamiento emergencial
17. Reparo con grout o micro-concreto fluido
18. Reparo con mortero tixotrópico en forma
manual
19. Refuerzo con
- adición de armadura y
- hormigón proyectado
20. Refuerzo con mortero o micro-concreto
proyectado
21. Refuerzo con grout o micro-concreto fluido
22. Refuerzo con chapas metálicas o perfiles metálicos
Vigas columnas losas
23. Recuperación del monolitismo con inyección de epoxi
Acción de águas puras
Ataque por aguas puras
18. Losas
19. Tanques 20. Canaletas y canales 21. Pisos
Diagnóstico:
20. Agua de lluvia, agua de deshielo, agua de condensación de vapores, aguas
industriales destiladas o deionizadas
21. Agua corriente o infiltrada sobre la superficie del hormigón
22. Disolución o hidrólisis de la cal libre hidratada
23. Lixiviación del hidróxido de calcio 24. Disolución de los silicatos,
aluminatos y ferritos hidratados que son estables en solución de Ca(OH)2
25. Disminución de la alcalinidad del hormigón
26. Aumento de la porosidad del hormigón
27. Remoción de la pasta y exposición de los
áridos
Pronóstico:
24. Aumento de la porosidad 25. Disminución de la resistencia 26. Disminución de la alcalinidad del hormigón y corrosión de la armadura 27. Exposición de los áridos en la superficie del hormigón
Actuaciones correctivas:
24. Escarificación mecánica del hormigón desagregado
25. Reparación superficial localizada y/o superficial generalizada
26. Reparación profunda localizada y/o profunda generalizada
27. Protección superficial del hormigón
Reacción álcalis-agregado
Reación álcali-agregado
22. Diques de presas
AGREGADO REATIVO
DIFUSÃO DE ÁLCALISNO SISTEMA DEPOROS CAPILARES
EXPANSÃO PRODUZIDA
PELA REAÇÃO
ÁLCALI-AGREGADO
ENTRADA E DIFUSÃO
DE ÁGUA NO CONCRETO
Diagnóstico:
28. Concentración de álcalis en los aglomerantes > 0,6 29. Humedad relativa del ambiente > 75% o presencia de fuentes externas de humedad
30. Agregado con sílice, silicato o carbonato reactivos 31. Reacción entre os álcalis del aglomerante con el árido reactivo 32. Producción de un gel de sílice 33. Absorción del agua por osmosis por el gel 34. Expansión y generación de tensiones internas 35. Formación de micro-fisuras internas 36. Aparecimiento de fisuras superficiales en la forma de rede
Pronóstico:
28. Movimentación del gel de sílice del árido para las regiones micro-fisuradas
29. Aumento de las micro-fisuras por el acumulo del gel
30. Aparecimiento de fisuras en la superficie del hormigón en la forma de rede
31. Aumento de volumen de los elementos de hormigón
32. Pérdida de resistencia debido a la desagregación del hormigón
Actuaciones correctivas:
28. Controle del acceso de agua al interior del hormigón
29. Uso de sales de litio 30. Confinamento de la reacción
Prevención:
31. Evitar el contacto de fuentes externas de humedad con el hormigón
32. Especificar aglomerante con tenor de álcalis 0,6%
33. Especificar aglomerante con 50% o más de escoria granulada de alto horno
34. Especificar aglomerante con 25% o más de ceniza volante
35. Concentración de álcalis máxima en el hormigón de 3,0 kg/m3
36. Evaluar la reactividad potencial de los áridos a través de ensayos laboratoriales
Reacción con sulfatos
Ataque por sulfatos
23. Cualquier estructura de hormigón expuesta el aguas residuales industriales o suelos sulfatados, agua de mar o lluvias con polución urbana
24. Cimentaciones 25. Galerías de efluentes albañales 26. Estructuras de hormigón “of
shore”
Pronóstico:
33. Fisuras aleatorias en la superficie
34. Exfoliación superficial
35. Reducción significativa de la dureza y de la resistencia superficial
36. Reducción del pH del extracto acuoso de los poros superficiales
37. Corrosión de la armadura
38. Pérdida de cohesión de la pasta de cemento
39. Pérdida de la adherencia entre la pasta de cemento y las partículas de agregado
40. Disminución de la resistencia del hormigón
Diagnóstico:
37. Interacción del sulfato con los hidróxidos de calcio libre y con los aluminatos de calcio hidratados (1 y 2)
38. Formación de la gipsita y de la etringita secundaria (3)
39. Aumento de volumen de los sólidos provocando la expansión (3)
40. Fisuración continua y severa (4)
Exposición Concentración de sulfatos
No solo (%) Na agua (ppm)
Leve < 0,1 < 150
Moderado 0,1 la 0,2 150 la 1500
Severa 0,2 la 2,0 1500 la 10 000
Muy severa > 2,0 > 10 000
Actuaciones correctivas:
37. Remoción del hormigón con tenor de sulfatos > 5%
38. Reparación superficial localizada y/o
superficial generalizada
39. Reparación profunda localizada y/o profunda generalizada
40. Protección superficial del hormigón
Prevención:
41. Especificar cimentos con bajo tenor de C3A
42. Especificar consumo mínimo de cemento
43. Especificar bajas relaciones a/c
44. Especificar cemento pozolánico
Acción de soluciones ácidas
Ataque por soluciones ácidas
27. Tanques 28. Galerías de efluentes
albañales 29. Canaletas y canales
30. Pisos
Diagnóstico:
41. Fuente de soluciones de ácidos orgánicos o inorgánicos
42. Disolución de la camada superficial
carbonatada 43. Formación de sales (CaCl2, AlCl3,
FeCl3) más solubles que CaCO3 44. Reacción entre os ácidos y el
hidróxido de calcio
45. Formación de sales de calcio solubles en agua
46. Lixiviación de los compuestos de calcio solubles en agua
47. Remoción de la pasta y exposición de los áridos
48. Ataque a los áridos calcáreos y dolomíticos
Pronóstico:
41. Exposición de los áridos por
la lixiviación de la pasta de cemento
42. Aumento de la porosidad del hormigón
43. Disminución de la resistencia
44. Desagregación de los áridos
calcáreos o dolomíticos
45. Disminución del pH del hormigón y corrosión de la armadura
Actuaciones correctivas:
1. Escarificación mecánica para remoción
del hormigón desagregado
45. Reparación superficial localizada y/o superficial generalizada
46. Reparación profunda localizada y/o profunda generalizada
47. Protección superficial del hormigón
Acción del agua del mar
Deterioro por agua de mar
31. Estructuras de hormigón expuestas al agua de mar
Diagnóstico:
49. Impacto de las olas del mar 50. Contacto directo con el agua de mar con ciclos alternados de mojado y
secado 51. Acción de los cloruros 52. Acción de los sulfatos
Pronóstico:
46. Corrosión de la armadura inducida por cloruros
47. Impactos provocan erosión
y abrasión superficial del
hormigón 48. Expansión, fisuración y
desagregación debido a la acción de los sulfatos
49. Lixiviación y corrosión de la armadura debido a la acción de los cloruros
Actuaciones correctivas:
48. Restauración del monolitismo de la pieza
49. Remoción del hormigón desagregado y con tenor de cloruros > 0,4% en
relación a la masa de cemento
50. Reparación superficial localizada
51. Reparación superficial generalizada
52. Reparación profunda localizada
53. Aplicación de procedimientos electroquímicos
54. Protección superficial del hormigón
Acción de solución alcalina
Ataque por solución alcalina
1. Pisos 2. Canales y canaletas
Diagnóstico:
53. Troca iónica entre el agente alcalino con los compuestos del cemento formando sales más solubles (C3A + Na(OH)2 Aluminato de Sodio)
54. Deterioro del hormigón por la disminución de la resistencia 55. Lixiviación 56. Expansión causada por la penetración de la solución alcalina en los poros
del hormigón y cristalización de los subproductos que se acumulan en los poros
Pronóstico:
50. Lixiviación de la pasta 51. Fisuración superficial 52. Pérdida de la adherencia entre la pasta de cemento y las partículas de
agregado 53. Exposición de los áridos
54. Desplacamiento de partes superficiales del hormigón 55. Corrosión de la armadura
Actuaciones Correctivas:
55. Escarificación mecánica para remoción del hormigón desagregado
56. Reparación superficial localizada
57. Reparación superficial generalizada
58. Reparación profunda localizada
59. Protección superficial del hormigón
Eflorescencia
Manifestación:
Eflorescencia
Losas
Muros y pared cortina de contención de suelo
Tanques Silos
Diagnóstico:
57. Agua infiltrada bajo presión a través de la porosidad del hormigón o fisuras 58. Disolución o hidrólisis de la cal libre hidratada hidróxido de calcio até la
superficie del hormigón – lixiviación 59. Acumulo de solución saturada de hidróxido de calcio en la superficie del
hormigón - eflorescencias 60. Carbonatación del hidróxido de calcio en la superficie del hormigón
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
Pronóstico:
56. Formación de manchas blancas – eflorescencias - por acúmulo de
carbonatos en la superficie del hormigón
57. Formación de estalactitas
- lixiviación - en las zonas de mayor porosidad
58. Disminución del pH del
hormigón
59. Corrosión de la armadura
Actuaciones correctivas:
60. No intervenir en el caso de auto-cicatrización de fisuras
61. Eliminación de la fuente de agua que penetra en el hormigón
62. Impermeabilización de la
superficie en contacto con la fuente de agua
63. Limpieza superficial del
hormigón
64. Sellado superficial de fisuras
65. Reparación profunda localizado de regiones con corrosión de armaduras
Acción de cargas Exteriores - Impacto
Impacto
32. Columnas
33. Paredes
34. Muros
H2O
Diagnóstico:
61. Choques de monta cargas, veículos o embarcaciones 62. Lascamiento o rotura del hormigón afectado
Pronóstico:
60. Pérdida de sección del hormigón 61. Exposición de la armadura 62. Corrosión
Actuaciones correctivas:
66. Reparación superficial localizada
67. Reparación profunda localizada
68. Refuerzo
Prevención:
1. Colocación de perfiles “L” en las aristas de las estructuras
Desintegración del hormigón por Abrasión
Abrasión
35. Columnas
36. Paredes 37. Pisos industriales 38. Tableros de puentes
Diagnóstico:
63. Atrito a seco (atrito, arañamiento o percusión) 64. Desgaste superficial, incluido la pasta y los áridos
Pronóstico:
63. Desagregación del árido y de la pasta de cemento
64. Formación de grandes fallos
65. Exposición de la armadura (cuando es hormigón armado)
Actuaciones correctivas:
69. Remoción del hormigón desagregado
70. Reparo superficial localizado
y/o superficial generalizado para reconstitución de la sección perdida
71. Endurecimiento superficial - silicatización u ocratización
Prevención:
1. Especificar hormigón con baja
relación a/c 2. Emplear técnica de endurecimiento
superficial del hormigón: 1. silicatización u ocratización
Desintegración del hormigón por Erosión
Erosión Diagnóstico:
65. Desgaste por la acción de fluidos con partículas sólidas en suspensión
66. Colisión de las partículas con el hormigón
67. Desgaste superficial 68. Cuanto menor la
resistencia a la compresión, mayor el
efecto de la erosión
39. Columnas de puentes 40. Pared cortina 41. Pisos 42. Canaletas y canales
Pronóstico:
66. Desgaste superficial del hormigón 67. Remoción de la pasta de cemento y
exposición de los áridos 68. Aparecimiento de grandes fallos
69. Pérdida de resistencia 70. Exposición de la armadura 71. Corrosión de las armaduras
Actuaciones correctivas:
72. Remoción del hormigón desagregado
73. Reparación superficial generalizada
74. Reparación profunda localizada
75. Protección superficial
Prevención:
1. Especificar hormigón con
a/c inferior a 0,30 con aditivo introductor de aire
Desintegración del hormigón por Cavitación
Cavitación
43. Aliviadero de presas
Diagnóstico:
Escarificación superficial del hormigón debido a los grandes impactos producidos
por la intrusión de bolas de vapor presentes en el agua que fluye con gran velocidad sobre la superficie irregular del hormigón. Ejemplo mayor son los vertederos de presas.
Pronóstico:
72. Desgaste superficial 73. Desagregación del árido y de
la pasta de cemento 74. Formación de grandes fallos
(huecos)
75. Exposición de la armadura
(Emmons, P)
Actuaciones correctivas:
76. Remoción del hormigón desagregado / mal adherido
77. Reparación superficial genralizada con hormigón
78. o mortero de resina
79. Refuerzo con chapas metálicas coladas en las regiones de alta presión
Prevención:
80. Especificación de hormigón con relación a/c menor que 0,3 sin aditivo introductor de aire
81. Producir hormigón con superficie lisa
82. Especificar inclinación inferior a 30%
Desintegración del hormigón por Acciones biológicas
Acciones biológicas
44. Túneles 45. Galerías y tubos en rede de alcantarillado
46. Cimentaciones
Diagnóstico:
Microorganismos Productos del metabolismo
Mecanismo de deterioro
Bacterias heterotróficas1 y hongos filamentosos; Hongos
Ácidos orgánicos
Disolución de la portlandita y silicatos hidratados
Bacterias reductoras de sulfato (BRS)
Gas sulfhídrico (H2S)
Disolución de la portlandita
Bacterias quimiolitotróficas2 Thiobacillus thioparus y otras especies neutrofílicas (10>pH>6) Thiobacillus thiooxidans y otras especies acidofílicas (pH>5)
Ácido sulfúrico
Disolución de la portlandita y silicatos hidratados
Pronóstico:
76. Disolución del Ca(OH)2 y
de los silicatos hidratados -
Lixiviación-
77. Desagregación del
hormigón
78. Pérdida de masa y de
resistencia
79. Destacamento del
hormigón
80. Corrosión de la armadura
Actuaciones correctivas:
83. Remoción del hormigón desagregado y contaminado
84. Descontaminación de los
microrganismos
85. Reparación superficial generalizada
86. Protección superficial
Acción de cargas exteriores - Compresión
Compresión en columnas
Diagnóstico:
47. Actuación de sobrecargas 48. Formación de fisuras dependientes de la
esbeltez y del grado de anclaje transversal de los extremos de la estructura
Tipologías:
1. “a”, “b”, “c”: elementos más esbeltos
2. “d”: estructura esbelta con pandeo lateral 3. “e”: en el caso de columnas las fisurasión paralelas a la directriz de la estructura y no coincidentes con la posición de las armaduras, apareciendo cuando las cargas están en el orden de 85% a 90% de la resistencia del pilar
Pronóstico:
81. Fisuración 82. Transporte de agentes
agresivos 83. Carbonatación
84. Corrosión de las armaduras 85. Colapso de la estructura
Actuaciones correctivas:
87. Eliminación de la sobrecarga
88. Refuerzo con hormigón convencional y aumento de la sección
89. Refuerzo con hormigón
proyectado y aumento de sección
90. Refuerzo con chapas coladas
Acción de cargas exteriores - Compresión
Compresión en vigas
Diagnóstico:
(Helene, P, 1997)
1. Hormigón de resistencia inadecuada;
2. Sobrecargas no previstas.
Pronóstico:
1. Fisuración
2. Transporte de agentes agresivos
3. Carbonatación
4. Corrosión de las armaduras
5. Colapso de la estructura
Actuaciones correctivas:
1. Eliminación de la sobrecarga
2. Refuerzo
1. con hormigón convencional y aumento de la sección
- con hormigón proyectado y
aumento de sección - con nueva armadura longitudinal y estribos mas re-hormigonado;
- con chapas coladas
3. Eventualmente demoler y reconstruir
Acción de cargas exteriores - Flexión y cortante
Flexión y cortante en vigas
(Hidalgo, M.,1994)
Diagnóstico:
49. Actuación de sobrecargas 50. Originase de solicitaciones de flexión pura o por la combinación de flexión y cortante 51. Fisuras por flexión pura en el medio del vano que terminan en la posición de la línea
neutra
52. Fisuras debido a la combinación de la flexión y cortante inclinadas y se localizan entre el medio del vano y el apoyo
53. Fisuras por cortante inclinadas en el orden de uso y que se localizan próximas al apoyo
Pronóstico:
86. Fisuración 87. Transporte de agentes agresivos 88. Carbonatación
89. Corrosión de las armaduras
90. Colapso de la estructura
Actuaciones correctivas:
91. Eliminación de la sobrecarga
92. Refuerzo
- con hormigón convencional y
aumento de la sección
- con chapas coladas
- con hormigón proyectado y
aumento de sección
Acción de cargas exteriores - Flexión
Flexión en losa
(Helene, P)
Fisuras
por corte Fisuras
por corte + flexión
Fisuras por
flexión
(mom. positivo)
Fisuras por flexión
(mom. positivo)
Carga distribuida
(Helene, P, 1997)
Diagnóstico:
54. Losa muy flexible en estructuras ejecutadas por el proceso de encofrados tipo túnel;
55. Juntas de hormigonado mal ejecutadas; 56. Armadura insuficiente; 57. Armadura insuficiente o mal posicionada; 58. Ancoraje longitudinal insuficiente; 59. Desencofrado antes de tiempo; 60. Sobrecargas no previstas; 61. Fisuración.
Pronóstico:
91. Fisuración 92. Transporte de agentes agresivos 93. Carbonatación
94. Corrosión de las armaduras 95. Colapso de la estructura
Actuaciones correctivas:
93. Eliminación de la sobrecarga
94. Preparar y limpiar adecuadamente la superficie
95. Refuerzo
- con hormigón convencional y aumento de la sección
- con hormigón proyectado y aumento de sección
- con chapas coladas o armaduras embutidas
Acción de cargas exteriores - Momento torsor
(Helene, P)
CORTE
r = inadecuadodo
Momento torsor en losas
62. Losas
Vista superior de losa apoyada
(Helene, P, 1997)
Diagnóstico:
63. Armadura de canto insuficiente; 64. Protección térmica insuficiente.
Pronóstico:
96. Fisuración; 97. Transporte de agentes
agresivos; 98. Carbonatación
99. Corrosión de las armaduras
100. Colapso de la estructura.
Actuaciones correctivas:
96. Preparar y limpiar adecuadamente la superficie
97. Reforzar cantos con nueva armadura a 45º;
98. Efectuar protección térmica conveniente.
Acción de cargas exteriores - Torsión
Torsión en vigas
65. Vigas
(Hidalgo, M.,1994)
Diagnóstico:
66. Actuación de sobrecargas 67. Se presenta en conjunto con
solicitaciones de flexión y cortante generando tensiones tangenciales a la estructura, de forma similar
aquellas originadas por los esfuerzos de cortante
68. Fisuras a 45o en todas las caras del elemento, de forma helicoidal, propagándose arriba de la línea neutra
Pronóstico:
101. Fisuración
102. Transporte de agentes agresivos 103. Carbonatación
104. Corrosión de las armaduras
105. Colapso de la estructura
Actuaciones correctivas:
99. Eliminación de la sobrecarga
100. Refuerzo con hormigón convencional y aumento de la sección
101. Refuerzo con hormigón
proyectado y aumento de la sección
102. Refuerzo con chapas coladas
Adherencia y anclaje
Adherencia y anclaje
69. Vigas 70. Columnas
Diagnóstico:
71. Actuación de sobrecargas 72. Hormigón con resistencia inadecuada
73. Anclaje insuficiente 74. Exudación en la parte inferior de las armaduras horizontales
75. Deficiencia de la altura de las nervuras
76. Pérdida de la adherencia entre armadura y el hormigón 77. Apuntalamiento 78. Fisuración próxima a las armaduras
(Helene, P)
Pronóstico:
106. Fisuración 107. Transporte de agentes agresivos 108. Carbonatación
109. Corrosión de las armaduras
110. Colapso de la estructura
Actuaciones correctivas:
103. Eliminación de la sobrecarga
104. Refuerzo con hormigón convencional y aumento de la sección
105. Refuerzo con hormigón proyectado y aumento de sección
106. Refuerzo con chapas coladas
Corrosión de armaduras - Carbonatación
Carbonatación
79. Cualquier estructura de hormigón
Diagnóstico:
69. Acceso del CO2 en la atmósfera a través de la porosidad y fisuras del
hormigón
70. Presencia de humedad en los poros del hormigón 71. Reacción del CO2 de la atmósfera con os componentes alcalinos de la pasta
de cemento hidratada
72. Formación de carbonatos 73. Disminución del pH del hormigón 74. Despasivación de la armadura 75. Corrosión
Pronóstico:
111. Aumento de la espesura de la frente de carbonatación
112. Reducción del pH del hormigón 113. Despasivación de la armadura 114. Formación de productos de
corrosión
115. Generación de tensiones internas
116. Fisuración del hormigón 117. Desplacamiento del
recubrimiento
Actuaciones correctivas:
107. Remoción del hormigón carbonatado
108. Reparación superficial generalizada
109. Refuerzo con armadura extra o
por sustitución
110. Realcalinización del hormigón
111. Protección superficial del hormigón
Corrosión de armaduras - Cloruros
Ataque por cloruros
80. Cualquier estructura de hormigón armado
Diagnóstico:
76. Origen de la presencia de los cloruros en el hormigón:
1. Contaminación de los áridos o del agua de amasado o uso de aditivo acelerador de fraguado de base CaCl2
2. Ingreso por medio externo marino, uso de sales de deshielo o atmósferas industriales
77. Combinación de cierta cantidad de los cloruros con los aluminatos del cemento
78. Formación del cloroaluminato o sal de Friedel
79. Tenores de Cl - superiores a 0,4% en relación a la masa de cemento llevan a la despasivación de la armadura
80. Corrosión de la armadura
Pronóstico:
118. Aumento de la humedad interna y de la conductividad eléctrica del hormigón
119. Aumento de la taza de disolución del acero
120. Formación de productos de corrosión
121. Producción de tensiones internas 122. Fisuración del hormigón 123. Desplacamiento del recubrimiento
Actuaciones correctivas:
1. Reparación superficial localizada y/o superficial generalizada
2. Reparación profunda localizada y/o profunda generalizada
3. Refuerzo
4. Extracción electroquímica de cloruros
5. Protección catódica materiales y sitemas
6. Protección superficial del
hormigón
Fallos por cortante
Cortante
(Hidalgo, M., 1994)
1. La fisura o grieta toma una inclinación comprendida entre 450 y 750,
dirigiéndose al apoyo y seccionando la viga en su cara lateral y en la inferior. La mayor abertura estará en la zona de tracción.
2. Las fisuras originadas dependerán de la cuantía de acero longitudinal, la cantidad del mismo que llegue al apoyo y del número de cercos, espaciamiento
y forma de elaboración.
Diagnóstico:
1. Sobrecargas no previstas. 2. Sección insuficiente de la viga.
3. Hormigón de resistencia inadecuada. 4. Cuantía de acero longitudinal insuficiente. 5. Desencofre prematuro. 1. Estribos insuficientes, tener menor
diámetro del exigido o escasa longitud de anclaje al cerrarlo.
Pronóstico:
1. Deformaciones irreversibles. 2. Posible colapso de la viga. 3. Corrosión de armadura.
Actuaciones correctivas:
1. Analizando adecuadamente el elemento estructural podrá ser necesario:
1. apuntalar el elemento para poder realizar la rehabilitación.
2. Reforzar vigas por cortante
3. eventualmente, demoler y reconstruir.
Fallos por flexión y torsión
Flexión y torsión
(Hidalgo, M., 1994)
1. Fallo muy grave, la rotura puede ser rápida.
2. Las fisuras toman distintas inclinaciones en cada cara de la viga, se presentan en elementos que pueden ser vigas de borde, vigas en voladizo que se sometan a fuertes momentos flectores y torsores.
Diagnóstico:
1. Anclaje insuficiente. 2. Acero de refuerzo mal posicionado
en el diseño o en la ejecución. 3. Sobrecarga no prevista. 4. Acero de refuerzo insuficiente. 5. No consideración de los esfuerzos
de torsión. 6. Hormigón de resistencia
inadecuada.
Pronóstico:
1. Deformaciones irreversibles. 2. Posible colapso de la viga. 3. La armadura se puede corroer
aumentando el riesgo de colapso.
Actuaciones correctivas:
Después de analizar adecuadamente el elemento estructural puede ser necesario:
1. apuntalar el elemento para poder realizar la rehabilitación.
2. reforzar viga por flexión y torsión
3. eventualmente, demoler y reconstruir.
Fallos por compresión
Compresión
(Hidalgo, M., 1994)
1. Se presentan fisuras en la zona de compresión por aplastamiento del
hormigón, aunque tienen apariencias inofensivas, son muy peligrosas.
2. Suele suceder en vigas de poca sección de hormigón y cuantía elevada de acero.
Cuando son fisuras grandes y el hormigón llega al agotamiento, se
produce la rotura brusca.
1. Estas vigas le acompañan problemas de cortante y deformaciones.
Diagnóstico:
1. Cálculo deficiente.
2. Exceso de carga.
3. Sección insuficiente con cuantías muy elevadas de acero en la zona de tracción.
3. Hormigón de menor resistencia con abundante acero en zona de tracción.
Pronóstico:
1. La armadura se puede corroer,
agravándose la situación. 2. Deformaciones irreversibles de la
viga. 3. Posible colapso.
Actuaciones correctivas:
Después de analizar adecuadamente el
elemento estructural, podrá ser necesario: 2. reforzar viga por compresión 3. eventualmente, demoler y
reconstruir.
Fallas constructivas - Oquedades superficiales
Oquedades superficiales por mal
hormigonado
81. Cualquier tipo de estructuras
Diagnóstico:
82. Hormigón con dosificación Inadecuada
83. Dimensión máxima característica de los áridos mayor que el espaciamiento de la armadura
84. Hormigón vertido de alturas superiores la 2,50 m
85. Compactación inadecuada: excesiva o deficiente
Pronóstico:
124. Áridos gruesos sin cohesión y aparentes
125. Armaduras aparentes 126. Hormigón poroso 127. Disminución de la resistencia
del hormigón 128. Carbonatación 129. Corrosión de las armaduras
Actuaciones correctivas:
1. reparacion superficial localizada con mortero
polimerico , o de base epoxica u otros.
2. reparacion profunda localizada con mortero de base cemento u hormigón.
3. revestimiento de protección
Oquedades superficiales por deficiencias en el detalle /o
posicionamento de la armadura
1. Zonas vacías en las caras del elemento, donde en algunos casos pudieran estar los aceros a vista.
Diagnóstico:
1. Errores en el diseño y/o colocación de las barras de acero.
Pronóstico:
1. Por falta de continuidad de la masa de hormigón y su debida
adherencia se pierde el monolitismo de la sección del elemento.
2. Se crean juntos frías que pueden dar lugar a la penetración fácil de agentes corrosivos del acero.
Actuaciones correctivas:
1. eliminación del hormigón segregado hasta llegar al hormigón sano
2. limpiar bién las superficies.
4. reparacion superficial localizada con mortero polimerico , o de base epoxica u otros.
5. reparacion profunda localizada con mortero de base cemento u hormigón.
6. revestimiento de protección
Fallas constructivas - Deficiencia en el posicionado de la armadura
Armaduras aparentes
86. Columnas 87. Fundo de losas 88. Vigas 89. Paredes cortina
Diagnóstico:
90. Falta de colocación de espaciadores 91. Armaduras amasadas o dislocadas debido al tránsito de los operarios
92. Armaduras aparentes en el momento de la retirada de los encofrados
Pronóstico:
130. Ausencia de recubrimiento o pequeño recubrimiento
131. Fisuración paralela a las armaduras 132. Pérdida del recubrimiento 133. Carbonatación 134. Corrosión
Actuaciones correctivas:
112. Remoción del hormigón desagregado
113. Limpieza de la armadura
114. Reparación superficial localizada
115. Reparación profunda localizada
116. Protección superficial
Fallas constructivas - Corrimientos de los aceros
Corrimientos de los aceros en vigas
(Hidalgo, M., 1994)
1. Aparición de fisuras cerca del apoyo a causa de un agarre insuficiente de los cercos al tener una longitud de anclaje pequeña.
2. El fallo se produce por cortante, la ausencia del cerco produce la fisura y aunque sea muy fina no deja de ser peligrosa.
Diagnóstico:
1. Colocar cercos sin cerrar o con escasa longitud de anclaje. 2. Anclaje insuficiente.
3. Mala adherencia del acero de refuerzo con el hormigón. 4. Sobrecarga no prevista.
5. Resistencia inadecuada del hormigón.
Pronóstico:
1. La armadura se puede corroer.
2. Reducción de la capacidad portante del elemento. 3. Acortamiento de la vida útil, salvo que se realicen las reparaciones
adecuadas.
Actuaciones correctivas:
Después de analizar adecuadamente el elemento estructural y el medio ambiente donde se encuentre, podrá ser conveniente:
1. reforzar la viga aumentando su rigidez.
2. eventualmente, demoler y reconstruir.
Fallas constructivas - Deficiencia en la dosificación del hormigón
Retracción plástica en la cabeza del pilar por deficiencia en la dosificación del hormigón
(Hidalgo, M., 1994)
Diagnóstico:
Las fisuras horizontales en la cabeza de columnas que surgen durante el fraguado, se denominan de retracción plásticas. Cuanto más alta es la columna y más fluido es el hormigón, mayor cantidad de agua
se acumula en la parte superior, lo que facilita la aparición de daños
1. Exceso de vibrado.
2. Alta relación agua/cemento.
3. Hormigonado defectuoso en la
cabeza de columna.
Pronóstico:
1. Se puede producir el aplastamiento de la cabeza de la columna al no tener el hormigón la resistencia adecuada.
2. Deformaciones plásticas de la cabeza de
la columna.
3. Posibilita la corrosión de la armadura.
Actuaciones correctivas:
1. Inyección de resina epoxi
2. Calafetación de fisuras con sellantes elásticos de base uretano o polisulfuros
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AGUADO,A.; AGULLÓ, L.; CÁNOVAS, M.; SALLA, J. M. “Diagnóstico de daños y reparación de obras
hidráulicas de hormigón”. Madrid, E.T.S.I.C.C.P. Universidad Politécnica de Cataluña & Universidad Politécnica de Madrid, 1996. 285 p.
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Guide to Durable Concrete: reported by ACI Committee 201. ACI Manual for Concrete Practice. Detroit, 1988.
ANDRADE, C. Manual para diagnóstico de obras deterioradas por corrosão de armaduras. Trad. e adaptação de Antonio Carmona e Paulo Helene. São Paulo, PINI, 1992. 104p.
ANDRADE, C. Vida útil de estructuras de hormigón armado: obras nuevas y deterioradas. In: Seminário Internacional EPUSP/FOSROC sobre Patologia das Estruturas de Concreto – Uma Visão Moderna. Anais. São Paulo, 1992. 16p.
ANDRADE, C. ; SAGRERA, J. L. La durabilidad del hormigón. Estratos, n.20, p.10-20, 1992. ANDRADE, C.; BACLE, B.; ALONSO, C. Evaluación de la eficacia de una reparación para hormigón
contaminado con cloruros. Materiales de Construccion, v.38, n.211, p.25-39, jul./ago./set. 1988. BICZÓK, I. La corrosion del hormigon y su proteccion. Trad. Emilio J. D’ocon Asensi. 6.ed.
Bilbao/España, Ediciones Urmo, 1972. 715p. CARMONA FILHO, A.; MAREGA, A. Retrospectiva da patologia no Brasil: Estudo estatístico. In: Jornadas
en Español y Português sobre Estructuras y Materiales. COLLOQUIA 88. Madrid, CEDEX, IET, mayo 1988. p.100-123.
CASTRO, P.; CASTILLO, R.; CARPIO, J.; GENESCÁ, J.; HELENE, P.; LÓPEZ, W.; PAZINI, E.; SANJUÁN, M.; VÉLEVA, L. Corrosion en estructuras de concreto armado: teoría, inspección, diagnóstico, vida útil y reparaciones, México, Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C. 1998. 125p.
COLLEPARDI, M. Scienza y Tecnologia del Calcestruzzo. Milano, Urico Hoepli, 1980 EMMONS, P. H. Concrete Repair and Maintenance. Kingston, R. S. MEANS COMPANY, INC. 1994.
295p. FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. Patologia e terapia do concreto armado. Coord. técnico: L. A. Falcão Bauer.
Trad. M. Celeste Marcondes, Carlos W. F. dos Santos e Beatriz Cannabrava. São Paulo, PINI, 1988. 522p.
FIGUEIREDO, E. P. Terapia das construções de concreto: metodologia de avaliação de sistemas epóxi destinados à injeção de fissuras passivas das estruturas de concreto. Porto Alegre, 1989. 169p. Dissertação (Mestrado) – Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Rio Grande do Sul.
FIGUEIREDO, E. P.; ANDRADE, C. ; HELENE, P.R.L. Fatores determinantes da iniciação e propagação da corrosão da armadura de concreto. São Paulo, departamento de engenharia de construção civil –PCC, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – EPUSP, 1993. (Boletim técnico da escola politécnica da USP. Departamento de engenharia de construção civil, BT/PCC121).
FIGUEIREDO, E. P.; Avaliação do desempenho de revestimentos para proteção da armadura contra a corrosão através de técnicas eletroquímicas – Contribuição ao estudo de reparo de estruturas de concreto armado. São Paulo, 1994. 423p. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo.
GUIMARÃES, A. T. Vida útil de estruturas de concreto armado em ambientes marítimos. São Paulo, 2000. 241p.Tese(Doutorado)–Escola Politécnica, Universidade de São Paulo.
HELENE, P. R. L. Contribuição ao estudo da corrosão em armaduras de concreto Armado. São Paulo, 1993. 231p. Tese (Livre Docência) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo.
HELENE, P.R.L. Corrosão em armaduras para concreto armado. São Paulo, PINI, 1986. 47p. HELENE, P.R.L. Vida útil das estruturas de concreto. In: CONPAT 97 – IV Congresso Ibero-americano
de Patologia das Construcões e VI Congresso de Controle de Qualidade. Anais. Porto Alegre, 1997, v.1, p.1-30.
HELENE, P.R.L. Manual para reparación, refuerzo y protección de las estructuras de concreto. Havana, IMCYC, 1997. 148 p.
HIDALGO, M. Diagnosis y Causas en patologia de la Edificación. Sevilla, España. 1994. ISBN 84-604-9013-0
HO, D.W.S.; LEWIS, R. K. Carbonation of concrete and its prediction. Cement and Concrete Research, v.17, n.3, p.489-504, 1987.
MOREIRA, H. S. P. Ação de alguns agentes agressivos sobre concretos amassados com diferentes tipos de cimentos brasileiros. São Paulo, 2001. 160p. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo.
MORINAGA, S. Prediction of service lives of reinforced concrete buildings based on the corrosion rate of reinforcing steel. In: Fifth International Conference on Durability of Buildings Materials and Components. Brighton, U.K. eds. Baker, Nixon; E & SPON, p. 5-16, 1990.
NEPOMUCENO, A. Comportamiento de los morteros de reparación frente a la carbonatación y a la penetración de cloruros en estructuras de hormigón armado danãdas por corrosión de armaduras; Estudio mediante la técnica de resistência de polarización. Madrid, 1992. 371p. Tese (Doutorado) – Universidad Politécnica de Madrid.
NMAI, C. K. Recent developments in the design of reinforced concrete structures for long service lives from a corrosion perspective. In: 42º Congresso Brasileiro do concreto. Anais. Fortaleza, ago. 2000.
PAGE, C. Barriers to the predictions of service life of metallic materials. In: Problems in Service Life Prediction of Building and Construction Materials, NATO ASI - Series E, n.95, Ed. Larry Masters, USA, 1985. .
PAGE, C. L.; TREADAWAY, K. W. J. Aspects of the electrochemistry of steel in concrete. Nature, v.297, p.109-15, May. 1982. .
PALERMO, G.; HELENE, P.R.L.; ROSSETO, C.M. Deterioração microbiológica em obras subterrâneas urbanas – Contribuição para a compreensão. In: CONPAT 97 – IV Congresso Ibero-americano de Patologia das Construcões e VI Congresso de Controle de Qualidade. Anais. Porto Alegre, 1997, v.1, p.265-72.
PAULON, V.A. Execução de concretos duráveis. São Paulo, ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland, 1999. 48p. (ET-84). .
POURBAIX, M. Atlas of electrochemical equilibrium in aqueous solutions. NACE, Cebelcor, 1976. REUNION INTERNATIONALE de LABORATOIRES D’ESSAIS et MATERIAUX. Measurement of hardened
concrete carbonation depth: recommendation CPC-18. Materials and Structures, v.21, n.126, p.453-55, Nov. 1988.
SOBRAL, H. S. Durabilidade dos concretos. 2.ed. São Paulo, ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland, 1990. 56p. (ET-43).
SOMERVILLE, G. Service life prediction – an overview. Concrete International. v.14, n.11, p.45-49, Nov. 1992. .
SOUZA,V.C.M. ; RIPPER,T. Patologia, recuperação e reforço de estruturas de concreto. 1.ed. São Paulo, PINI, 1998. 255p.
TUUTTI, K. Corrosion of steel in concrete. Stockholm, 1982. 469p. Tesis Doctoral – Swedish Cement and Concrete Research Institute. .
VÉNUAT, M. Relation entre la carbonation du béton et les phenomenes de corrosion des armatures du béton. In: Rencontres CEFRACOR 77, ITBTP, Paris, 25/26 Oct. 1977. 14p.
VÉNUAT, M.; ALEXANDRE, J. De la carbonation du béton. França, CERILM, Publicação n.195, 1969. 30p.