2

• Incremento en las construcciones• Construcciones a mayor velocidad• Construcciones mas complejas• Formación profesional• Materiales y procesos con periodos cortos

de uso

• PATOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN : Tratamiento sistemático de los defectos de las construcciones, sus causas, consecuencias y remedios

• DEFECTO : Situación en la que uno o mas elementos de una construcción no cumplen la función para la que han sido previstos

• FALLO : La finalización de la capacidad de un elemento para desempeñar la función requerida

• ANOMALÍA : Indicación de un posible fallo

TERMINOLOGÍA BÁSICA

3

• PRESERVACIÓN : Proceso de mantener una estructura en su condición presente y contrarrestar posteriores deterioros (preventivo)

• RESTAURACIÓN : Proceso de restablecer los materiales, la forma o la apariencia que tenía una estructura en una época determinada (correctivo)

• REPARACIÓN : Proceso de reemplazar o corregir materiales , componentes o elementos de una estructura, los cuales se encuentran dañados, deteriorados o defectuosos (Curativo)

• REHABILITACIÓN : Adquisición de los elementos de la capacidad para cumplir su función, que tenían antes de producirse el daño.

• REFORZAMIENTO: Incremento de la capacidad que un elemento no dañado tiene para cumplir su función (Repotenciación)

DEFECTOS y/o DAÑOS

CIENCIAS Y TÉCNICAS DISPONIBLES PARA ESTUDIAR LAS CAUSAS

MEDICIÓN DE LA GRAVEDAD DE LOS DAÑOS

ESTABLECER UN DIAGNOSTICO

NECESIDAD DE REHABILITACIÓN Y REFUERZO

PROYECTAR Y REALIZAR ESTAS OPERACIONES

PROCESOS PATOLÓGICOS

4

• Tecnología de materiales• Métodos de ensayo• Sistemas de medición de la geometría de la

estructura• Sistemas de medición de deformaciones• Análisis físicos y químicos de los materiales• Resistencias de materiales y Cálculo

Estructural

• ESPECIALISTA EN PATOLOGÍA!!!!

5

ACCIÓN DE LOS ELEMENTOS: CALOR, HUMEDAD, VIENTOS, HELADAS

ACCIÓN MECÁNICA:

CANSANCIO, FATIGA

CUIDADO Y VIGILANCIA:

CONCEPCIÓN,

CONSTRUCCIÓN,

VIDA DE SERVICIO

ESTRUCTURAS SANAS Y ESTRUCTURAS ENFERMAS

CONCEPCIÓN (Planificación y proyecto)

CONSTRUCCIÓN (Materiales y ejecución)

VIDA DE SERVICIO (Uso y mantenimiento)

6

DURABILIDAD• El Comité 201 del ACI (American Concrete

Institute) define la durabilidad del concreto hidráulico (de cemento Pórtland) como la capacidad de este de resistir la acción del intemperismo, el ataque químico, la abrasión o cualquier otro proceso de deterioración.

Edificios convencionales : 50 añosObras de Infraestructura : 100 años o mas

• La durabilidad de una estructura de concreto armado trata 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.

7

• Conocimiento científico actual más amplio• Medio ambiente, en la actualidad, 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.

• Estructuras de concreto armado contemporáneas están cada vez más vulnerables al surgimiento precoz de manifestaciones patológicas.

FACTORES QUE AFECTAN LA APARIENCIA Y ESTÉTICA

DEL CONCRETO

• POLUCIÓN DEL MEDIO AMBIENTE

8

• CULTIVOS BIOLÓGICOS

• EFLORESCENCIAS (sales de los agregados)

9

FALLAS DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO

CONCEPCIÓN Y DISEÑO DEL PROYECTO

MATERIALES

CONSTRUCCIÓN

OPERACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS

FALTA DE MANTENIMIENTO

CONCEPCIÓN Y DISEÑO DEL PROYECTO• Ausencia de cálculos• No valoración de todas las cargas• Falta de diseño arquitectónico apropiado• Falta de drenajes• No proyectar juntas de contracción, dilatación o

construcción• Verificación de resultados de computador,

comprobación????• Dimensiones de elementos, disposición del refuerzo• Imprecisiones, métodos de cálculo, normas• Especificación incorrecta de propiedades de los materiales• Tolerancia de deformaciones excesivas• Falta de detalles constructivos en los planos

10

FALLAS DE LOS MATERIALES

• Selección inapropiada de los ingredientes de la mezcla• Falta de control de calidad• No dosificar adecuadamente la mezcla• No respetar las tolerancias admisibles en el asentamiento• Agregados de tamaño inadecuado• Exceso de aire incluido• Adicción de agua sin control• F.S apropiado en la resistencia de la mezcla• Poco cemento (mezclas pobres y porosas)• Mucho cemento (Mayor contracción y fisuración)

FALLAS DE LOS MATERIALES

• Mezclas pastosas (exceso de mortero) ó piedrudas(Exceso de grava) se produce segregación y exudación

• Retraso del fraguado (fisuras por asentamiento y/o contracción plástica), afecta la adherencia con el acero

• Fenómeno del falso fraguado (se tiende a introducir mas agua alterando A/C)

• Fraguados acelerados ( pegas pobres y bajas resistencias mecánicas)

• Bajas resistencias ( Fatigas prematuras, menor durabilidad)

• Ausencia de control de calidad del concreto• Calidad acero inapropiada (NTC 2289)

11

FALLAS POR CONSTRUCCIÓN

• Ausencia de cálculo y diseño de la formaleta• Defectos de la formaleta (Integridad, estabilidad)• No respeto de tolerancias dimensionales permisibles

de los elementos• Colocación inapropiada del acero de refuerzo• Irrespeto de separación y recubrimiento del refuerzo• Falta de verificación de cumplimiento con planos de

las especificaciones del refuerzo• Malos procedimientos de izaje y montaje de elementos

prefabricados• Inadecuada interpretación de los planos

FALLAS POR CONSTRUCCIÓN

• Malas prácticas de manejo, colocación y compactación del concreto

• Descimbrado prematuro• No tener en cuenta procedimientos de protección y

curado del concreto• Cargar prematuramente la estructura• Abrir huecos en la estructura para colocar

instalaciones

12

13

FALLAS POR OPERACIÓN DE LA ESTRUCTURA

• Vida útil de la estructura– Menor por :

• Incremento de las cargas permitidas• Acción de fenómenos accidentales

– Impactos – Explosiones– Inundaciones– Fuego

• Cambio de uso– Cargas de servicio– Condiciones de exposición

FALLAS POR FALTA DE MANTENIMIENTO

INSPECCIONES RUTINARIAS

MANTENIMIENTO, REPARACIÓN, REHABILITACIÓN, REFUERZO ESTRUCTURA

CONFIANZA EN

INTEGRIDAD ESTRUCTURALCOMPORTAMIENTOFUNCIONALIDAD

ESTABILIDADDURABILIDAD

SEGURIDAD

14

• MANTENIMIENTO PREVENTIVO– Reparaciones necesarias para impedir posibles

deterioros o el desarrollo de defectos ya apreciados (ej. Drenajes)

• MANTENIMIENTO CORRECTIVO– Restitución de las condiciones originales del

diseño, para restablecer los materiales, forma óapariencia de la estructura

15

• MANTENIMIENTO CURATIVO– Reemplazo de porciones o elementos de una

estructura

MECANISMOS DE DETERIORO DEL CONCRETO

• ACCIONES

• FÍSICAS

• MECÁNICAS

• QUÍMICAS

• BIOLÓGICAS

16

ACCIONES FÍSICAS

CAMBIOSVOLUMÉTRICOS

CAMBIOSDE

HUMEDAD

CAMBIOS DE TEMPERATURA

AGUA LÍQUIDAVAPOR DE

AGUAESCARCHA

HIELO

FRIOCALORFUEGO

ACCIONES FÍSICAS

VARIACIONES EN SU MASA

ALCALI-AGREGADO

CONTRACCIÓN X CARBONATACIÓN

EXPANSIÓN X ATAQUE DE SULFATOS

EXPANSIÓN ACERO X CORROSIÓN

PESO UNITARIO

PERMEABILIDAD

POROSIDAD

17

FISURAS Y GRIETASESTADOFRESCO

PLASTICASMOVIMIENTOSDURANTE LA

CONSTRUCCIÓN

HELADASTEMPRANAS

ASENTAMIENTOPLÁSTICO

CONTRACCIÓNPLÁSTICA

MOVIMIENTODE LABASE

MOVIMIENTODE LA

FORMALETA

ASENTAMIENTO PLÁSTICO

• Segregación• Exudación• Mezcla de consistencia húmeda• Acero de refuerzo o elementos embebidos

dentro del concreto• Presión del concreto sobre la formaleta

(deformación)

18

• Fisuras amplias (hasta 1 mm)• Superficiales

ASENTAMIENTO PLÁSTICO

ASENTAMIENTO PLÁSTICO• Cementos con T < 77ºC• Humedecer la subrasante y la formaleta• Bajo contenido de agua• Aire incluido• Evitar mezclas pastosas (exceso de arena)• Humedad uniforme en el concreto• Compactar

19

CONTRACCIÓN PLÁSTICA• Climas cálidos y secos (evaporación rápida)• 2 a 4 primeras horas después de mezclado• t (o.2 a 0.4 mm)• Profundidad < 30 mm• A > T superficial respecto a la interna >

Profundidad• Longitud desde cm hasta 1 m• Geometría : Línea recta o pata de gallo

TASA DE EVAPORACIÓN• Temperatura del aire• Humedad relativa del ambiente• Temperatura superficial del concreto• Velocidad del viento sobre la superficie

20

Determinación de la tasa de evaporaciónPRÁCTICARECOMENDABLEDEL ACI - 305

Esquema de fisuración

21

PRECAUCIONES PREVENIR O LIMITAR FISURAS X CONTRACCIÓN PLÁSTICA

1. Uso de cementos adicionados con T< 77°C2. Refrigerar agregados y agua de mezclado

para bajar la temperatura del concreto3. Agregados en condición SSS4. Humedecer la subrasante y las formaletas5. Bajo contenido de agua6. Utilizar aire incluido7. Proteger la superficie de concreto del viento

PRECAUCIONES PREVENIR O LIMITAR FISURAS X CONTRACCIÓN PLÁSTICA

8. Proteger la superficie de concreto del sol y la temperatura

9. Vaciado del concreto en el periodo mas frío del día

10. Preservar la humedad superficial del concreto en la etapa de colocación y acabado

22

MOVIMIENTOS DURANTE LA CONSTRUCCIÓN

MOVIMIENTOS DURANTE LA CONSTRUCCIÓN

23

24

Movimientos de la Formaleta• Presión del concreto freso• Vibraciones• Impactos• Movimientos propios del proceso

constructivo

25

26

HELADAS TEMPRANAS

- Controlar la temperatura ambiente y de los materiales.

- Si la T ambiente es > de 4,5°C, estacionaria o con tendencia a aumentar, se puede fundir el concreto sin tomar precauciones especiales

- T < 4ºC se detiene el proceso de fraguado

HELADAS TEMPRANASSi la temperatura ambiente se encuentra entre 4,5 y 0°C:

- Verificar que los agregados no contengan escarcha, nieve ni estén congelados.

- Verificar que los encofrados o la subrasante (en el caso de pavimentos) donde se va a fundir el concreto no tengan escarcha, nieve o estén congelados.

- Emplear cemento de alta resistencia inicial - Aumentar la cantidad de cemento con base a las

pérdidas de resistencia que se prevean por la acción del frío

27

HELADAS TEMPRANAS- Evitar todo exceso de agua de amasado en la

mezcla.- Utilizar aditivo acelerador de resistencia inicial

si la obra lo permite. - Cubrir con láminas de polietileno o materiales

similares las superficies horizontales expuestas a la intemperie, para evitar pérdidas de calor y humedad.

- No tener en cuenta, para el tiempo de desencofrado, los días en que la temperatura promedio fue inferior a 4,5°C.

FISURAS Y GRIETAS

ESTADOENDURECIDO

CAMBIOS DEHUMEDAD

CAMBIOS DE TEMPERATURA

CAMBIOS EN LA MASA

ENDURECIDA

28

FISURAS Y GRIETAS

CAMBIOS DEHUMEDAD

GRIETASCAPILARES

CONTRACCIÓN POR SECADO AGREGADOS

CON RETRACCIÓN

CICLOS DEHUMEDECIMIENTO

Y SECADO

Grietas capilares o CuarteadurasAPARICIÓN: 1 A 15 DÍAS DESPUÉS DEL VACIADO

PROFUNDIDAD: 10mm

TRASCEDENCIA ESTRUCTURAL : POCA

CAUSAS :

• SOBREVIBRACIÓN

• EXCESIVO AFINADO (cemento)

29

Cuarteaduras

Contracción por Secado(Retracción hidráulica)

DISMINUCIÓN DE VOLUMEN DEL CONCRETO ENDURECIDO.

DEPENDE DE :

-REACCIONES QUÍMICAS

-REDUCCIÓN DE HUMEDAD

-CUANTÍA DE CEMENTO

-CONTENIDO DE AGUA DE MEZCLADO

30

Contracción por Secado(Retracción hidráulica)

Espécimen almacenado en agua

Espécimen almacenado seco al aire

Espécimen alternativamente seco y húmedo

cont

racc

ión

expa

nsió

n

Tiempo

EFECTO DEL CONTENIDO DE AGUA DE MEZCLADO EN LA CONTRACCIÓN DEL

CONCRETO

31

Recomendaciones

• Concreto con bajo contenido de agua.

• Utilizar mucho agregado y con el tamaño máximo que sea práctico para la colocación.

• Curar en húmedo el concreto durante tanto tiempo como sea posible.

Contracción por Secado

32

Valores de Contracción• Concretos normales : 0,2 a 0,7 mm por ml

– Depende de :• Contenido inicial de agua• Temperatura ambiente• Condiciones de humedad• Naturaleza de los agregados

CONTROL• MUROS, • LOSAS DE

PISO,• PAVIMENTOS

33

CONTROL• ACERO DE REFUERZO• PREESFUERZO DEL CONCRETO• JUNTAS DE CONTRACCIÓN O CONTROL

ESPESOR DE LOSA

(cm)

DISTANCIA RECOMENDABLE

(m)

DISTANCIA

MÁXIMA (m)10.0 2.0 2.412.5 2.5 3.015.0 3.0 3.617.5 3.5 4.220.0 4.0 4.822.5 4.5 5.425.0 5.0 6.0

ESPACIAMIENTO MÁXIMO DE LAS JUNTAS TRANSVERSALES DE CONTRACCIÓN EN (m) PARA PAVIMENTOS DE

CONCRETO

34

AGREGADO DE TM < 19 mm

AGREGADO DE TM 19mm

10.0 2.4 3.0 3.612.5 3.0 4.0 4.515.0 3.6 4.5 5.517.5 4.2 5.5 6.420.0 4.8 6.0 7.322.5 5.4 7.0 8.225.0 6.0 7.6 9.1

ESPACIAMIENTO MÁXIMO DE LAS JUNTAS TRANSVERSALES DE

CONTRACCIÓN EN (m) PARA PISOS DE CONCRETOASENTAMIENTO DE 10 a 15 cmESPESOR DE

LOSA (cm)

ASENTAMIENTO < 10 cm Y AGREGADOS DE

TM 19 mm

ACI-302

Factores que Afectan la Contracción porSecado

• Cemento– Finura– Composición química

• Agregados– Capacidad de absorción– Tamaño– Adherencia

• Contenido de agua– agua / pasta / agregado– Temperatura

35

AGREGADOS CON RETRACCIÓN

Areniscas - Pizarras Granitos - Calizas

CICLOS DE HUMEDECIMIENTO Y SECADO

36

ZONAS

PARTESUPERIOR

• AIREATMOSFÉRICO

• VIENTOS

• CONGELAMIENTO

• AGRIETAMIENTOS

• CORROSIÓN ACERO

• CICLOS CONGELAMIENTO Y DESCONGELAMIENTOCONCRETO

EXPUESTO A FENÓMENOS NOCIVOS

SALPICADURA

• AGRIETAMIENTOS

• DEGRADACIÓN DE LA PASTA

• EROSIÓN X EL OLEAJE

• DESGASTE

• MICROFISURAMIENTOS

INFERIOR • AGUA

• PERCOLACIÓN DEL AGUA POR PERMEABILIDAD

• ATAQUES QUÍMICOS

• ATAQUE POR MICROORGANISMOS

37

FISURAS Y GRIETAS

CAMBIOS DETEMPERATURA

CONTRACCIÓNTÉRMICAINICIAL

DILATACIÓN YCONTRACCIÓN

CICLOS DECONGELAMIENTO

Y DESHIELO

ATAQUE PORFUEGO

CONTRACCIÓN TÉRMICA INICIAL (hidratación)

• Microfisuras : aparecen entre el 1 y 5 día de edad

• Enfriamiento superficial mas rápido que el interior de la masa – Descenso de temperatura nocturno– Climas cálidos (altas temperaturas en la

formaleta >50°C)

38

CONTROL CONTRACCIÓN TÉRMICA

• Reducir la velocidad de enfriamiento superficial del concreto

• Uso de mezclas no muy ricas en contenido de cemento• Uso de cementos con bajo calor de hidratación• Agregados con bajo coeficiente de dilatación• Armaduras que controlen el ancho y reparto de fisuras• Curado adecuado del concreto• Disposición adecuada de juntas de contracción• Refrigeración de las formaletas y bases de apoyo del

concreto antes del vaciado

DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN(Variaciones Estacionales)

Coeficiente de dilatación térmica del concreto

= 0.007 a 0.011 mm/m/°C

= 0.010 mm/m/°C (mas usado)

39

DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN(Variaciones Estacionales)

Ts > Ti

Ti > Ts

ESFUERZOS DEBIDO AL ALABEO

Grieta

Carga de tráfico + peso propio

Grieta

Carga de tráfico + peso propio

40

CONTROL• Acero de refuerzo• Juntas de dilatación

CICLOS DE CONGELAMIENTO Y DESCONGELAMIENTO

• Países con estaciones• Estructuras con posibilidad de heladas

(cuartos fríos, frigoríficos, zonas de congelados)– Aumento del volumen de agua hasta 9%

41

CONTROL• El concreto con aire incluido (4 a 8%)• Baja relación A/C• Un periodo de secado antes de la exposición

a la congelación y el deshielo beneficia sustancialmente la resistencia a la congelación y deshielo del concreto con aire incluido.

ATAQUE POR FUEGOEn un recinto cerrado la temperatura sube un 30% más debido a la reflexión y radiación de las paredes.

El punto crítico de ignición (flashover point) : 273ºC.

Por encima de 40 minutos de fuego equivalente se habla de un incendio muy importante con riesgo cierto para la vida humana.

42

ATAQUE POR FUEGO•400 ºC el acero se vuelve dúctil •600 ºC se produce una bajada brusca de su resistencia. •380 ºC El concreto inicia un deterioro a temperaturas superiores en periodos prolongados de tiempo. •400 ºC se produce una pérdida de resistencia entre 15-25 %, (áridos calizos o silíceos)• > 800ºC deja de poseer resistencia a la compresión viable

GrisNatural

Rosado GrisClaro

Blanco oAmarillo

claro

CAMBIOS DE COLOR DEL CONCRETO SEGÚN LA TEMPERATURA ALCANZADA

Color

0 300 600 900 Temperatura °C

43

FACTORES

• Densidad

• Porosidad

• Tipo de árido

• Método de vibración durante la ejecución.

EFECTOS-Daños a la adherencia (salto térmico entre la armadura de acero y el concreto que las recubre)

-Pérdida significativa de espesor del recubrimiento del concreto, (efecto spalling o desprendimiento por explosión del concreto)

-Disminución de la resistencia del concreto cuando su temperatura supera los 380ºC durante períodos prolongados.

-Disminución de la resistencia de las armaduras de acero cuando la temperatura supera los 250ºC.

44

Daños a la AdherenciaACERO CONCRETODILATA NO DILATA

FALLA DE LA ADHERENCIASALTO TÉRMICO.

Rotura del concreto por adherencia se produce con el enfriamiento, cuando ya no hay humo.

grietas aparecidas así son blancas, porque la superficie interior no estáahumada.

EFECTO SPALLING (100-150ºC)

1. El vapor de agua es un componente estable e integral del concreto previo a su calentamiento

2. Comienza la migración de vapor de agua a través de capilares, a medida que se calienta el concreto

45

EFECTO SPALLING

4. Comienza el desgajamiento a medida quel concreto se deseca localmente

3. El vapor de agua emerge como vapor enla parte caliente y como agua líquida en laparte fría, a medida que aumenta latemperatura del concreto

EFECTO SPALLING

46

CUIDADOS

• Garantizar el espesor del concreto de recubrimiento.

• Controlar el tipo de concreto, dosificación, etc...

•Aplicación de una protección pasiva contra incendios al revestimiento del concreto.

ACCIONES QUÍMICAS

FACTORES DE DETERIORO

• ATAQUE DE ÁCIDOS

• LIXIVIACIÓN POR AGUAS BLANDAS

• CARBONATACIÓN

• ATAQUE DE SULFATOS

• REACCIONES ALCALI-AGREGADO

47

ATAQUE POR ÁCIDOSReacción entre el agente agresor y los compuestos cálcicos

del cemento

• El ácido clorhídrico origina cloruro cálcico, muy soluble. • El ácido sulfúrico produce sulfato cálcico (yeso) • El ácido nítrico da nitrato cálcico, muy soluble. • Las sales de magnesio y amonio reaccionan como los

ácidos correspondientes: El cloruro amónico como el ácido clorhídrico y el nitrato amónico como el ácido nítrico.

• Con ácidos orgánico, el resultado es el mismo. • El ácido láctico conduce a lactatos cálcicos. • El ácido acético da lugar a acetato cálcico. .

EFECTO DE SUSTANCIAS QUÍMICAS EN EL CONCRETO

VELOCIDAD DE ATAQUE A

TEMPERATURA AMBIENTE

ÁCIDOS

INORGÁNICOS

ÁCIDOS

ORGÁNICOS

SOLUCIONES

ALCALINAS

SOLUCIONES

SALINAS

VARIOS

Rápida Clorhídrico Fluorhídrico

Nítrico Sulfúrico

Acético Fólico

Láctico

Cloruro de aluminio

Moderada Fosfórico Tánico Hidróxido de sodio

< 20%

Nitrato de amonio Sulfato de amonio Sulfato de sodio

Sulfato de magnesio Sulfato de calcio

Bromo (gas)

Sulfito líquidoLenta Carbónido Hidróxido de sodio

10 - 20%

Hipoclorito de sodio

Cloruro de amonio

Cloruro de magnesio

Cianuro de sodio

Cloro (gas)

Agua de mar

Agua dulceDespreciable Oxálico

Tartárico

Hidróxido de sodio < 10%

Hipoclorito de sodio Hidróxido de

amonio

Cloruro de calcio

Cloruro de sodio

Nitrato de zinc

Cromato de sodio

Amoniaco

líquido

48

SUSTANCIAS QUE PUEDEN DERIVAR EN ÁCIDOS

• Productos de combustión

• Aguas de minas, industriales y

residuales

• Suelos

• Corrientes de agua en regiones montañosas

• Ensilajes agrícolas, industrias

manufactureras o de procesamiento

Gases sulfurosos combinados con la humedad forman el ácido sulfúrico

Ácido sulfúrico

Ácido sulfurosoCon turbas pueden tener sulfuro de hierro

al oxidarse produce el ácido sulfúrico

Bióxido de carbono libre

Ácidos orgánicos

(Fermentadoras, lecherías, destilerías, carnicerías, pulpa de madera, caña de azúcar)

LIXIVIACIÓN POR AGUAS BLANDAS

Disuelven los compuestos cálcicos del concreto

• Aguas libres de sales• Aguas de condensación industrial• Aguas de fusión de glaciares, nieve ó lluvia• Aguas de pantano o subterráneas• Aguas totalmente puras

49

LIXIVIACIÓN POR AGUAS BLANDAS

• Se degradan los compuestos cálcicos del concreto ESTÉTICA

CARBONATACIÓN

Ambiente húmedo y agresivoEl hormigón armado es joven y estable pero comienza la

penetración del CO2 y del oxígeno.

La carbonatación avanza en dirección del acero que pronto se hará pasivo.

Acero

Frente de carbonatación

50

La corrosión comienza (en presencia de humedad) Se produce la primera fisuración.

Rotura

Fase final. Oxidación importante del acero con formación de sales expansivas. Fragmentación y manchas de óxido.

FENÓMENOS• Gas carbónico se disuelve en algunos de los poros y

reacciona con los componentes alcalinos del concreto produciendo ácido carbónico

• El ácido carbónico convierte el hidróxido de calcio liberado y depositado en los poros durante la hidratación del cemento en carbonato de calcio

• Disminuye el PH en la capa superficial del concreto de 13 a 9

• Ocurre la contracción por carbonatación, por la retracción del concreto

51

FACTORES INFLUYENTES• Contenido de humedad (50 a 55%)• Permeabilidad del concreto• Cantidad de Co2 presente en la atmósfera• Tipo y cantidad de cemento• Relación A/C• Recubrimiento del acero de refuerzo

CARBONATACIÓN

tkx

tkxDonde :

x = Profundidad del frente de carbonatación en mm

k = Coeficiente de carbonatación

t = Tiempo transcurrido en años

52

MEDIDA DE LA CARBONATACIÓN

ATAQUE DE SULFATOS

• SULFATOS– Sodio, potasio, calcio y magnesio

• REACCIONES QUÍMICAS– Sulfatos + Hidróxido de sodio (cal libre) = Sulfato de

calcio (yeso)

– Yeso + Aluminato hidratado de calcio = Sulfoaluminato de calcio (etringita)

53

CONSECUENCIAS

• Degradación del concreto por expansión y fisuración (18% vol9

• Reducción de la resistencia mecánica– Pérdida de cohesión de la pasta de cemento– Pérdida de adherencia entre la pasta y los

agregados

54

FACTORES INFLUYENTES

• Condiciones de exposición del concreto• Permeabilidad• Relación A/C• Colocación, compactación y curado• Tipo y contenido de cemento

55

REACCIÓN ALCALI - AGREGADO

• REACCIONES QUE EXPERIMENTAN ALGUNOS AGREGADOS CON LA PASTA DE CEMENTO

DEGRADACIÓN

EXPANSIÓN

AGRIETAMIENTO

EFECTOS• Aparición de fisuras• Pérdida de resistencia • Disminución del módulo de elasticidad del

concreto.

56

PREVENCIÓN DEL FENÓMENO• No utilizar agregados potencialmente reactivos según las

normas NTC-175 o ASTM C-295.• Uso de cementos con bajo contenido de álcalis.• Especificaciones del concreto para acciones químicas Las

condiciones de humedecimiento y secado intermitente también contribuyen al fenómeno (generando mayor expansión).

• Por ello la impermeabilización del concreto puede atenuar e inclusive evitar la expansión.

• El uso de adiciones como microsílice se considera muy adecuado para reducir las expansiones gracias a su capacidad para fijar álcalis.

• El uso de aire ocluido en el concreto es también eficaz para• reducir las expansiones debidas a la reacción álcali-sílice.

57

ACCIONES BIOLÓGICAS

• AFECTAN EL CONFORT AMBIENTAL• AFECTAN LA ESTÉTICA DE LAS

CONSTRUCCIONES• VARIEDAD DE DAÑOS Y DEFECTOS DE

CARÁCTER– FÍSICO– MECÁNICO– QUÍMICO– BIOLÓGICO

SINTOMAS• MANCHAS EN LAS SUPERFICIES• CAMBIOS DE COLOR (FLUORESCENCIAS)• RETENCIÓN DE HUMEDAD

58

PREVENCIÓN DEL FENÓMENO

• DENSIDAD• DISEÑO• COMPACTACIÓN• CURADO• ACABADO

ALGAS, LÍQUENES Y MUSGO

59

MUSGO

EFLORESCENCIAS

60

MOHO Y HONGOS

LÍQUENES (hongo + alga)

61

CONTAMINACIÓN DE ANCLAJES

GUIA PARA ANCHO ADMISIBLE DE FISURAS EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO

BAJO CARGAS DE SERVICIO ACI-224R-01

62

Referencias• Sánchez de Guzmán, Durabilidad y Patología del Concreto• GEHO-CEB, Durabilidad de Estructuras de Hormigón Feld, J. and Carper, K.

Construction Failure. John Wiley & Sons, 2nd ed. 1997• Castro P., et-al. Corrosión en Estructuras de Concreto Armado. Instituto

Mexicano del Cemento y del Concreto, 1998• Helene, P. Manual para Reparación, Refuerzo y Protección de las Estructuras de

Concreto, Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, 1997• Fernández, M. Patología y Terapeútica del Hormigón Armado, Colegio de

Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Universidad Politécnica de Madrid, 3ª ed. 1994

• Nicastro, D. (ed.) Failure Mechanisms in Building Construction, ASCE Press, 1997

• Emmons, P. Concrete Repair and Maintenance Illustrated. RS Means, 1993• 2002ICRI and ACI, Concrete Repair Manual.