Patología de la edificación/Estructuras de hormigón/Lesiones

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Fisuración

Fisuración de estructuras de hormigón

Disgregación

Las disgregaciones son roturas que se producen en el interior del hormigón por tracciones internas que el hormigón no puede resistir. Pueden producirse por causas muy diversas.

Las acciones de tipo físico que pueden deteriorar al hormigón dando lugar a su desgaste superficial o a su pérdida de integridad o disgregación pueden ser de diferentes tipos tales como: hielo y deshielo; abrasión, cavitación y choques térmicos. Existen procesos muy variados de erosión del hormigón, parte de ellos ligados a usos industriales específicos. Otros son de tipo más general y se resumen a continuación:

Desgaste superficial por abrasión

La abrasión producida por elementos que rozan sobre las superficies del hormigón produce un desgaste muy importante del mismo que no sólo se traduce en la formación de una superficie suave y deslizante sino también, en muchas ocasiones, en la destrucción del hormigón.

El desgaste superficial es producido por acciones mecánicas debidas a tráfico de peatones, vehículos ordinarios, vehículos industriales especiales y más excepcionalmente a la acción del oleaje, si el agua lleva partículas en suspensión. La resistencia a la abrasión es proporcionada por el árido grueso, pues el mortero tiene una resistencia al desgaste inferior a la del árido.

Desgaste superficial por cavitación

El fenómeno de cavitación ataca a la superficie del hormigón en forma de picaduras que posteriormente se unen en zonas erosionadas amplias. Se trata de un arrancamiento progresivo del hormigón.

Disgregación superficial por acción del hielo

Antes de la helada, tanto el mortero como el árido grueso absorben agua y expanden al congelarse. Los efectos producidos por el aumento de volumen dentro de los poros se traduce en tensiones importantes en el hormigón que termina produciendo roturas locales en la superficie, con pérdida de material. Dicho deterioro se caracteriza por el progresivo desprendimiento de trozos en forma de escama, en planos paralelos a las superficies Estos efectos son tanto más importantes cuanto mayor sea la porosidad del hormigón y cuanto mayor sea el número de ciclos hielo-deshielo a que se encuentre sometido.

Reparación de hormigones disgregados

Desagregación

Archivo:Desagregacion.jpg

desagregación

La desagregación consiste en la degradación del cemento que deja de funcionar como aglomerante y en consecuencia deja libres los áridos. Las causas de las desagregaciones suelen ser ataques químicos, sobre todo sulfatos y cloruros. El proceso es lento y empieza generalmente con un cambio de coloración, seguido de la formación de fisuras entrecruzadas que van aumentando progresivamente. A continuación, la superficie se va abarquillando, hasta que se desprende y se va desintegrando la masa del hormigón. Reparación del hormigón desagregado

Deformaciones Impuestas

Fluencia Consiste en la deformación del hormigón a tensión constante que se desarrolla a los largo del tiempo y es adicional a la que se produce instantáneamente, o en pocos minutos, cuando se aplican tensiones al hormigón. La fluencia se produce tanto para tensiones de compresión como de tracción. La fluencia bajo tensiones de compresión es función de la resistencia del hormigón, de la tensión aplicada, de la humedad relativa del ambiente y del espesor de la pieza. Sin embargo, como el hormigón experimenta el proceso de fluencia y el acero no (despreciables), al tener que ser las deformaciones de ambos materiales comunes a causa de la adherencia, se produce una transferencia de tensiones, relajándose las del hormigón e incrementándose las del acero.

Variaciones térmicas Las variaciones térmicas en el ambiente pueden provocar dilataciones en el hormigón. Si estas deformaciones están coartadas provocará tensiones y la posible fisuración en las piezas. De hecho, tales tensiones se controlan mediante la disposición de juntas de dilatación en las estructuras.

Variaciones higrométricas Los cambios de humedad ambiente, afectan dimensionalmente al hormigón, con indepen-dencia de su influencia en el proceso de retracción hidráulica. Si estas variaciones dimensio-nales están coartadas, se producen estados tensionales en la estructura que en un primer momento provocan su deformación y pueden llegar a provocar fisuras.

Asientos del terreno

Archivo:Asiento muro de contencion.JPG

asiento de un muro de contención

Los asientos del terreno son, con frecuencia, causa de problemas patológicos en las estructuras. Por lo general, en el caso de pilares de entramados si un pilar desciende debido al asiento de su cimiento, reduce su carga. Sin embargo, el valor total de las acciones verticales no ha variado, por lo que la reducción de carga del pilar que ha asentado ha de verse compensada por una transferencia de esa carga reducida a los pilares próximos. Son muy habituales los casos de agotamiento resistente de pilares por asiento de otros próximos. También es muy común que para el caso de dinteles continuos asociados a pilares es que el dintel se fisure en la cara inferior en el extremo inmediato al pilar que asienta y en cara superior en el extremo opuesto.

Reparación de estructuras de hormigón deformadas

Sustanciales

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CORROSIÓN DEL HORMIGÓN

La corrosión del hormigón por agentes químicos suele ser la que mayores daños ocasiona en las estructuras. La durabilidad de un hormigón se puede medir por la velocidad con la que el mismo se descompone como resultado de acciones químicas.

En la mayor parte de los casos, el ataque de los agentes agresivos químicos se produce sobre el cemento; en otras ocasiones, las menos, el ataque se producirá sobre los áridos. Las diferentes acciones de tipo químico que se producen en el hormigón se pueden ser: ataque por sulfatos, cloruros, carbonatos y otros iones; ataque por ácidos; reacción árido-álcalis; re-acción en áridos con sulfuros susceptibles de oxidarse, etc.

Ataque por sulfatos

Las sales de sulfatos, en su ataque al cemento del hormigón, dan lugar a componentes fuertemente expansivos que terminan destruyéndolo totalmente.

La desagregación del hormigón se inicia en la superficie con un cambio de coloración seguido de la aparición de fisuras entrecruzadas cuyo espesor va aumentando a la vez que se va produciendo una delaminación del hormigón superficial con curvado de las capas más externas del mismo como consecuencia de las tensiones que produce la expansión de los productos producidos.

Ataque por ácidos. Carbonatación

Es un tipo de reacción ácida, de excepcional importancia en la durabilidad del hormigón.

La carbonatación es el proceso por el cual el hormigón de recubrimiento pierde la alcalinidad que mantiene protegida la armadura. Se produce avanzando desde el exterior.

Definición de Carbonatación

Reacción árido-álcali

Como ya se ha descrito anteriormente, el daño se inicia con una pequeña superficie fisurada de forma irregular seguida eventualmente por una completa desintegración. La expansión progresa en las direcciones de menor resistencia originando fisuras paralelas a la superficie y en la dirección de los esfuerzos de compresión a que esté sometido el elemento.

Oxidación de áridos sulfurosos

La oxidación de los áridos sulfurosos con su paso a sulfatos se manifiesta en for-ma de fisuras poligonales o rectas que van aumentando hasta convertirse en grietas a la vez que van produciendo un hinchazón y desagregación del hormigón en la zona afectada.

CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS

Archivo:Corrosion de armadura.jpg

corrosión de armaduras

En primer lugar, hemos de distinguir entre oxidación y corrosión electroquímica. La oxidación se presenta en toda la superficie del acero, mientras que la corrosión se localiza en un principio en puntos que actúan como ánodos, dando lugar a la corrosión localizada aunque luego llegue a extenderse a toda la superficie formando la corrosión generalizada. Si la corrosión se presenta de forma puntual en la superficie del metal se denomina corrosión por picadura.

Los procesos de corrosión se caracterizan por la presencia de hidróxido de hierro, de una tonalidad rojiza y denominada herrumbre.

La corrosión generalizada se produce como un proceso que abarca a todo el metal que sufre el efecto corrosivo de forma homogénea y en toda su superficie, dando lugar a la formación de herrumbre con un incremento importante de volumen que se traduce en fuertes tensiones en el hormigón, ocasionando fisuración, disgregaciones y pérdida de adherencia del hormigón con las barras de acero.

Es importante señalar la influencia de la fisuración en el proceso de corrosión. La fisura supone un camino de acceso a la armadura de los agentes agresivos, en particular del anhídrido carbónico y de los cloruros, mucho más rápido que la estructura porosa de recubrimiento. El ancho de fisura tiene importancia en la iniciación de la fisuración y en la rotura de la capa de pasivación. Después de la despasivación, en anchos hasta 0,4 mm, el ancho de fisura tiene poca importancia en la velocidad de corrosión.

En líneas generales, para anchos pequeños de fisuras, es más importante para la velocidad de corrosión la reducción del recubrimiento que el ancho de la fisura.

En las fisuras transversales se dan a veces problemas de ‘cicatrización’ por relleno con polvo del ambiente. En otras ocasiones se produce una ‘autocicatrización’ por los productos de la corrosión y depósitos cálcicos. Las fisuras longitudinales son, naturalmente, más peligrosas que las transversales, ya que afectan a superficies mucho mayores de la barra.

CAMBIOS DE COLOR

La superficie del hormigón sufre a lo largo de su vida cambios de color por causas muy diversos. En el caso del hormigón visto, los cambios cromáticos pueden representar un fallo que puede venir a consecuencia de: cambio de color entre partidas de cemento, decoloración debida a la acción de la luz solar, cambio de color en zonas que han requerido la reparación de algún defecto. La aparición de defectos en las obras de hormigón es inevitable y puede afectar de forma importante al aspecto estético y a la durabilidad.

EFLORESCENCIAS

Las eflorescencias son depósitos de sales cristalinas, usualmente de color blanco, que aparecen en la superficie del hormigón endurecido. Se producen por la circulación del agua dentro de la masa del hormigón, que lleva a la superficie sales existentes en los áridos.

DEPÓSITOS DE POLVO

El viento deposita polvo sobre las superficies del hormigón. En zonas de escasa lluvia, como ciudades al borde de zonas desérticas, llega en algunos casos a ‘colorear’ el hormigón. En general, es el polvo muy fino (d ≤ 0,01 mm) el que se adhiere más firmemente a la superficie rugosa del hormigón. En este problema es fundamental la capacidad de lavado de las superficies por el agua de lluvia, tanto por los rehundidos, resaltos, etc., que crean zonas de muy difícil o imposible limpieza, como por la influencia de la inclinación de la superficie.

DEPÓSITOS DE CULTIVOS BIOLÓGICOS

En superficies húmedas de hormigón, es fácil que se alojen cultivos biológicos, en particular algas, que afean el aspecto del hormigón.

Otras Lesiones y Síntomas

Fallos y Lesiones Derivadas

• Lesiones derivadas de los defectos del acero

Bibliografía

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• J. Calavera: CALCULO, CONSTRUCCIÓN Y PATOLOGÍAS DE FORJADOS EDIFICACIÓN. Intemac. 1988 Biblioteca ETSAM: 624.012 cal cal
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