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01PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN
Javier Estévez Cimadevila
RECUPERACIÓNRECUPERACIÓNPATOLOGÍA YPATOLOGÍA Y
dedeRECUPERACIÓNRECUPERACIÓN
ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNESTRUCTURAS DE HORMIGÓNdede
Máster en Rehabilitación arquitectónicaJAVIER ESTEVEZ
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JAVIER ESTEVEZcatedrático de estructuras
CONTENIDOSCONTENIDOS
PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila
INTRODUCCIÓN
Conceptos generales
Datos estadísticos de patología en estructuras de hormigón
L i ió t t d h i óLa inspección en estructuras de hormigón
SINTOMATOLOGÍA PATOLÓGICAMecanismos de daño y fisuración.
Fisuración no estructural.
Fisuración por corrosión de armaduras.p
Fisuración estructural.
PATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNPATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN
Patología generada por errores en fase de proyecto.
Patología generada por problemas del suelo.
Patología vinculada a estados límites de servicio.
Patología generada por acciones accidentales y extraordinarias
Patología generada por errores durante la ejecución
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Patología generada por errores durante la ejecución
Patología producida en la fase de utilización.
CONTENIDOSCONTENIDOS
PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila
REPARACIÓN Y REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN
Reparación de la superficie del hormigón. Reparación de fisuras.
Evaluación resistente y toma de decisión.
Refuerzo de vigas: recrecidos de hormigón, chapas de acero, fibra de carbono, atirantados postesados.
Refuerzo de forjados: recrecidos de hormigón, chapas de acero, fibra de carbono, atirantados postesados.
Refuerzo de pilares: encamisados de hormigón, angulares y pletinas, fibra de carbono.Refuerzo de pilares: encamisados de hormigón, angulares y pletinas, fibra de carbono.
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BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA
PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila
Aragón Fitera, JorgeINSPECCIÓN TÉCNICA, DIAGNOSIS Y REPARACIÓN EN FORJADOS DE HORMIGÓN ARMADOColegio Oficial de Arquitectos de Galicia. CAT. Santiago 2004
Calavera Ruíz JoséCalavera Ruíz, JoséCÁLCULO, CONSTRUCCIÓN, PATOLOGÍA Y REHABILITACIÓN DE FORJADOS DE EDIFICACIÓNIntemac. Madrid 2002
Calavera Ruíz, JoséPATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO Y PRETENSADO (2 Tomos)Intemac. Madrid 1996
Calavera Ruíz, José y otrosCURSO DE REHABILITACIÓN. Tomo 5 LA ESTRUCTURAColegio Oficial de Arquitectos de Madrid. Madrid 1985
Fernández Cánovas, ManuelPATOLOGÍA Y TERAPÉUTICA DEL HORMIGÓN ARMADOColegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid 1994g g , y
FIP (Federación Internacional del Pretensado)REPARACIÓN Y REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNColegio de Ingenieros de Caminos Canales y Puertos Madrid 1994
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Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid 1994
BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA
PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila
García Meseguer, Álvarog ,HORMIGÓN ARMADO I. MATERIALES. EJECUCIÓN. CONTROL. PATOLOGÍAFundación Escuela de la Edificación. Madrid 1997
Monjó Carrió Juan y otrosMonjó Carrió, Juan y otrosTRATADO DE REHABILITACIÓN.Tomo 4. PATOLOGÍA Y TÉCNICAS DE INTERVENCIÓN. ELEMENTOS ESTRUCTURALESEditorial Munilla-Leiría. Madrid 1998
Muñoz Hidalgo, ManuelCONCEPTOS Y PATOLOGÍA EN LA EDIFICACIÓNSevilla 1998Sevilla 1998
Muñoz Hidalgo, ManuelDIAGNOSIS Y CAUSAS EN PATOLOGÍA ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓNSevilla 1994
Muñoz Hidalgo, ManuelPREVENCIÓN Y SOLUCIONES EN PATOLOGÍA ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓNPREVENCIÓN Y SOLUCIONES EN PATOLOGÍA ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓNSevilla 1991
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BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA
PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila
Río Bueno, Alfonso del PATOLOGÍA, REPARACIÓN Y REFUERZODE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO DE EDIFICAC IÓN
Serrano Alcudia FranciscoSerrano Alcudia, FranciscoPATOLOGÍA DE LA EDIFICACIÓN. EL LENGUAJE DE LAS GRIETASFundación Escuela de la Edificación. Madrid 1998
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PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila
INTRODUCCIÓN7
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila
Las ideas sobre calidad, tal y como las entendemos actualmente, han sido objeto de atención especialy jen los últimos 100 años. Sin embargo, la idea de responsabilidad sobre el trabajo realizado es muyantigua.
CÓDIGO DE HAMMURABÍ
Si un constructor hace una casa para un hombre y no lah fi l l t d l d ñ d lhace firme y su colapso causa la muerte del dueño de lacasa, el constructor deberá morir.
Si l t d l hij d l d ñ d l l hijSi causa la muerte del hijo del dueño de la casa, el hijodel constructor deberá morir.
Si l t d l d l i t i d lSi causa la muerte de un esclavo del propietario de lacasa, el constructor deberá dar al propietario un esclavode igual valor.
Si la propiedad fuese destruida, el deberá restaurar lo quefue destruido por su propia cuenta.
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Si un constructor hace una casa para un hombre y no lahace de acuerdo con las especificaciones y una pared secae, el constructor reconstruirá la pared por su cuenta.
NORMATIVANORMATIVA
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Ninguna normativa existente cubre los problemas de patología estructural. Ello es consecuencia de que todavía no existe una estructura científica lo suficientemente desarrollada para su normalización.
Las normativas vigentes están pensadas para los edificios de nueva construcción; por tanto, los criterios y procedimientos recogidos no son extrapolables en la mayor parte de los casos para lacriterios y procedimientos recogidos no son extrapolables, en la mayor parte de los casos, para la resolución de los problemas de patología.
La ausencia de normativa supone un significativo incremento en la asunción de responsabilidades por parte de los técnicos intervinientes.
CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN
DB SE. Seguridad estructuralAnejo D. Evaluación estructural de edificios existentes
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Se trata de un Anejo con muy escasos contenidos (en total 6 pag.) en el que lo único que plantea son cuestiones generalistas. La total falta de concrección y su ambigüedad lo convierten en un documento prácticamente inútil.
NORMATIVANORMATIVA
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NORMATIVANORMATIVA
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CONCEPTOS GENERALESCONCEPTOS GENERALES
PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila
TERMINOLOGÍA
FALLOPérdida de la capacidad de un elemento estructural para desempeñar la función requerida.Ej.: el fallo por cortante del extremo de una viga.
Sit ió l t d d l lí it d t l i d l i d dDEFECTO
Situación que se plantea cuando se exceden los límites de tolerancia de alguna propiedadde la estructura.Ej.: el incumplimiento de los límites de flecha o una inadecuada durabilidad.
PATOLOGÍA DE Tratamiento sistemático de los defectos existentes en las estructuras sus causasPATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS
Tratamiento sistemático de los defectos existentes en las estructuras, sus causas,consecuencias y medios de solución.
Í
Conjunto de manifestaciones, fenómenos o indicios que se presentan en una estructural t i di ti d f ll d f t t t id dSINTOMATOLOGÍA
DE UN PROCESO PATOLÓGICO
como elementos indicativos de un fallo que puede afectar tanto a su seguridad como a sudurabilidad, aspecto o utilidad.El eficaz análisis del estado de fisuración de una estructura o un elemento ayuda aentender el estado tensional y los movimientos que ha sufrido una estructura y, por tanto, adiagnosticar las causas que han originado el fallodiagnosticar las causas que han originado el fallo.
REPARACIÓNREHABILITACIÓN
Consiste en devolver a una estructura o a un elemento estructural dañados la capacidadque tenían, previamente a la producción del daño, para cumplir su función (tanto resistente
i l d di i d )REHABILITACIÓN CONSOLIDACIÓN RECUPERACIÓN
como vinculada a sus condiciones de uso).El término de reparación suele utilizarse frecuentemente vinculado a problemas de tiporesistente, en tanto a los demás términos suele darse una interpretación más amplia.
Incremento de la capacidad de una estructura o un elemento estructural que no tiene
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REFUERZO
Incremento de la capacidad de una estructura o un elemento estructural, que no tieneporque estar dañado, para cumplir su función hasta niveles más altos de dicha capacidad.Ej.: refuerzo para mejorar la resistencia a flexión de una viga para soportar incrementos decarga, o refuerzo para reducir su deformación, aún cuando no haya incremento de carga.
DATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍADATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍA
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ESTADÍSTICA DE FALLOS EN EL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN. Bureau Securitas
PROYECTO A 43%
EJECUCIÓN B 28%
MATERIALES C 14%MATERIALES C 14%
USO D 10%
VARIOS E 5%
DATOS MEDIOS ESPAÑOLES DATOS MEDIOS EUROPEOS
DATOS CORRESPONDIENTES A LA TESIS DE J.A. VIEITEZ CHAMOSA (1984)
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DATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍADATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍA
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DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS SEGÚN EL TIPO DE ELEMENTOS ESTRUCTURAL (GEHO 1992)
DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS SEGÚN LA EDAD DE LA CONSTUCCIÓN (GEHO 1992)ELEMENTOS ESTRUCTURAL. (GEHO 1992) CONSTUCCIÓN (GEHO 1992)
DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS DEBIDOS AL PROYECTO. Bureau Securitas
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DATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍADATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍA
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DATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍADATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍA
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INSPECCIÓNINSPECCIÓN
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EQUIPO BÁSICO DE INSPECCIÓN
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INSPECCIÓNINSPECCIÓN
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REPRESENTACIÓN DE FISURAS
La correcta representación de las fisuras en los planos de planta del edificio constituye un eficazprocedimiento para ayudar a entender el posible origen de la patología.
h1-h2Nº a
Fisura de trazado sensiblemente rectilíneo
h1-h2
1 2
Nº a
Fisura de trazado irregular
1-h2
1 2
Nº a h
Fisura de trazado curvo
Nº nº de fotografía en la que se recoge la fisuraángulo que forma la fisura con la horizontal
h1-h2
aángulo que forma la fisura con la horizontalancho de fisura en mmalturas sobre el suelo a las que se inicia y termina la fisura
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INSPECCIÓNINSPECCIÓN
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,5-2
,4
,5-2
,4
0-2
13 90 2 0-3,6
3
1245
3
1145
2
1045
5 0, 0,
945
40,
5-3
5 0 5 0-3,6
6 2 3-3 7 4 3-3 8 0 3 3,6-3,600
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SINTOMATOLOGÍA PATOLÓGICA
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MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN28
MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN
MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN
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FISURACIÓNRotura en la masa de hormigón que se manifiesta exteriormente con un desarrollo lineal.
La fisuración se produce siempre que la tensión, generalmente de tracción, a la que se encuentrasometido el material sobrepasa su resistencia últimasometido el material sobrepasa su resistencia última.
CONTROLDE LAFISURACIÓN
Las fisuras constituyen frecuentemente un síntoma patológico
Incrementan el riesgo de corrosión de armaduras
Efecto estético Las personas son capaces de distinguir fisuras cuyo h dé i d ilí t i l iFISURACIÓN Efecto estético
Riesgo psicológicoancho en décimas de milímetro es igual o superior a la distancia del observador a la fisura en metros
TAMAÑOMicrofisuras e < 0,05 mm En general carecen de importancia
TAMAÑODE LASFISURAS
Fisuras 0,1 < e < 0,2 mmEn general son poco peligrosas, salvo en ambientes agresivos en los que pueden favorecer la corrosión.
Macrofisuras e > 0,2 mmSon las fisuraciones que pueden tener repercusionesestructurales de importancia
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MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN
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FISURÓMETROS
CUENTAHILOS
Herramientas que permiten medir el grueso de una fisura.
CUENTAHILOS
Instrumento que tiene una o dos lentes de aumento y una escala graduada impresa en un cristal.escala graduada impresa en un cristal.
Permite medir el grueso de la fisura con una precisión de hasta 0,1 mm.
Para medir se debe superponer el cuentahílos en la fisura.
FISURÓMETRO DE REGLETA
Formado por dos piezas las cuales se fijan de formaFormado por dos piezas las cuales se fijan de forma permanente en cada lado de la fisura.
Lleva incorporada una escala graduada que permite hacer un seguimiento de la evolución de la grieta.
L ibilid d d h t 0 5La sensibilidad es de hasta 0,5 mm.
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MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN
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DEFORMÓMETRO
Instrumento constituido por una pieza metálica
EXTENSÍMETRO ELÉCTRICO
Está constituido por un captador eléctrico de d l i l í lé iextensible con un comparador en la parte
central que capta las variaciones de longitud.Se deben fijar dos tetones, uno a cada lado de
la fisura y colocar los extremos del
desplazamientos, el extensímetro eléctrico, que se coloca a un lado de la fisura, un elemento de referencia situado al otro lado, y un sistema de adquisición de datos.la fisura, y colocar los extremos del
deformómetro sobre ellos.
Este aparato tiene mucha más precisión que
adquisición de datos.Su funcionamiento se basa en la captación de un potencial eléctrico generado por el extensímetro al producirse el movimiento en la fisura.P it li ió ilos anteriores, hasta 0,001 mm. Permite realizar una programación previa.
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MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN
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Fisuración por causas Asiento plástico, retracción plástica, contraccíóntérmica inicial retracción hidráulica afogarado
CAUSAS
pintrínsecas del propio material
térmica inicial, retracción hidráulica, afogarado,corrosión de armaduras
Fisuración debida a accionesexteriores
Solicitaciones excesivas, deformaciones impuestas
ESTADOFisuras vivas
Cuando continúan en movimiento, abriéndose ocerrándose
Fisuras muertas Si están ya estabilizadas.
NO ESTRUCTURALES
Son las producidas en el hormigón, bien durante suestado plástico, bien después de su endurecimiento,pero generadas por causas intrínsecas, es decir,debidas al comportamiento de sus materiales
tit t ( i t lá ti t ió lá ti
CLASIFICACIÓN
constituyentes (asiento plástico, retracción plástica,contracción térmica inicial, retracción hidráulica,afogarado…)
ESTRUCTURALES
Son las debidas al alargamiento de las armaduras o alas excesivas tensiones de tracción o compresiónproducidas en el hormigón por los esfuerzos derivadosde la aplicación de las acciones exteriores o de
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de la aplicación de las acciones exteriores o dedeformaciones impuestas
MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN
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ANTES Asentamiento plásticoANTESDELENDURECIMIENTOESTADO PLÁSTICO
PLÁSTICASp
Retracción plástica
MOVIMIENTOS Movimientos del encofrado
FÍSICASRetracción hidráulica
Afogarado
TIPOSQUÍMICAS
Corrosión del acero
Reacción árido-álcalisTIPOSDEFISURAS DESPUÉS
DEL
Carbonatación del hormigón
Coacción térmica interna
ENDURECIMIENTOESTADO ENDURECIDO
HIGROTÉRMICAS Variaciones estacionales de temperatura
Ciclos hielo-deshielo
ESTRUCTURALES
Por cargas directasTracción simple y compuesta, compresión simple y compuesta, esfuerzo cortante y rasante, torsión, punzonamiento, anclaje y solapo, pandeo
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Por deformaciones impuestasFluencia, variaciones térmicas e higrométricas, pretensado, asientos del terreno
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TIPOS DE FISURAS
A, B, CASENTAMIENTO PLÁSTICO
RETRACCIÓND, E, F
RETRACCIÓN TÉRMICA
G, HCONTRACCIÓN TÉRMICA TEMPRANATEMPRANA
IRETRACCIÓN DE SECADO A LARGO PLAZO
J, K AFOGARADO
L, MCORROSIÓN DE ARMADURAS
NREACIÓN ÁRIDO-ALCALIS
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MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN
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EDAD DE APARICIÓN DE FISURAS
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL36
FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURAS POR ASENTAMIENTO PLÁSTICO
SON LAS PRODUCIDAS POR EL ASENTAMIENTO DEL HORMIGÓN CUANDO SE PRODUCE LA EXUDACIÓN
Se producen en las 3 primeras horas
La probabilidad de fisuración por asiento aumenta en áhormigones plásticos y blandos siendo menor cuando se
emplean mezclas secas
Si el asiento no está coartado no produce daños
Son fisuras amplias (0,15 a 0,30mm) de poca profundidad y escasa trascendencia
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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CASO TÍPICO CORRESPONDIENTE AL HORMIGONADO CONJUNTO EN ENCOFRADOS
O
CASO TÍPICO CORRESPONDIENTE AL HORMIGONADO CONJUNTO EN ENCOFRADOS DE DIFERENTE PROFUNDIDAD
Conviene disponer armaduras de esquina para coser las eventuales fisuras.
LÁ
ST
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Disponer juntas horizontales en los cambios de altura, dejando transcurrir unas dos horas para que la masa fresca asiente antes de continuar con el hormigonado por encima del plano de unión.
EN
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURAS POR RETRACCIÓN PLÁSTICA
SON LAS PRODUCIDAS CUANDO LA PÉRDIDA POR EVAPORACIÓN EXCEDE LA CANTIDAD DE
ÓAGUA APORTADA POR LA EXUDACIÓN
S d t l 1ª l 6ª h Se producen entre la 1ª y la 6ª hora
Se producen con más frecuencia en estructuras superficiales
La probabilidad de fisuración aumenta cuando el hormigonado se produce con viento en época calurosa de climas secos.
Son fisuras amplias y normalmente poco profundas (<30mm) de escasa trascendencia estructural
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURACIÓN POR MOVIMIENTOS DEL ENCOFRADO
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURACIÓN POR CONTRACCIÓN TÉRMICA INICIAL
SON LAS PRODUCIDAS CUANDO EL GRADIENTE TÉRMICO QUE HAY DESDE EL INTERIOR DE LA PIEZA AL EXTERIOR GENERA UNAS TENSIONES DE TRACCIÓN SUPERIORES A LAS QUE PUEDE SOPORTAR EL HORMIGÓN A ESAS EDADES
Se producen entre el 1º y 5º día de edad El riesgo de fisuración es mayor si la contracción térmica está coartada bien por coacción interna o externa.
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURACIÓN POR CONTRACCIÓN TÉRMICA INICIAL
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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EH-91. Tabla 38.3
CUANTÍAS GEOMÉTRICAS EN TANTO POR MIL
REFERIDAS A LA SECCIÓN TOTAL DE
HORMIGÓN
EHE. Tabla 42.3.5
CUANTÍAS GEOMÉTRICAS EN TANTO POR MIL
REFERIDAS A LAREFERIDAS A LA SECCIÓN TOTAL DE
HORMIGÓN
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURACIÓN DE AFOGARADO O EN MAPA
SON UN TIPO DE RETRACCIÓN PLÁSTICA SUPERFICIAL INTENSA
Se producen en los primeros 15 días después del vertido.
Son fisuras superficiales generalmente de poca profundidad (< 1cm) y de 0,05 a 0,5mm de anchura.
Las fisuras surgen por la desecación superficial del g p phormigón, cuando el cemento aún no ha terminado de fraguar y endurecer. Al existir una pérdida de agua por evaporación el efecto de contracción es muy acusado y aparece la fisuramuy acusado y aparece la fisura.
Las fisuras de afogarado se presentan casi siempre en superficies horizontales.
La probabilidad de fisuración aumenta a mayor superficie de exposición y menor espesor del elemento.
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURACIÓN POR RETRACCIÓN HIDRÁULICA
SON LAS PRODUCIDAS POR LA DISMINUCIÓN DE VOLUMEN QUE EXPERIMENTA EL HORMIGÓN ENDURECIDO, CUANDO ESTÁ EXPUESTO AL AIRE CON HUMEDAD NO SATURADA
Se producen entre los primeros 15 días y el 1er año.
La fisuración se produce si la reducción de volumenLa fisuración se produce si la reducción de volumen está coartada.
La retracción hidráulica crece con la relación A/C, con el contenido de cemento y con la sequedad del y qambiente.
La probabilidad de fisuración aumenta con la relación superficie/volumen del elemento.p
Son fisuras finas que afectan en profundidad a la pieza.
Los dos momentos más propicios para su formación Los dos momentos más propicios para su formación son el primer verano y la primera vez que se calefacta el edificio.
Con cierta frecuencia se confunden con las fisuras de
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Con cierta frecuencia se confunden con las fisuras de retracción plástica o de contracción térmica debido a que estas fisuras tempranas no han sido observadas en su momento
FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL
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FISURACIÓN POR EXPANSIONES EN EL HORMIGÓN
SON LAS PRODUCIDAS POR CUALQUIER FENÓMENO DE CARÁCTER EXPANSIVO QUE TENGA LUGAR EN EL INTERIOR DEL HORMIGÓN
ÓCORROSIÓN DE ARMADURAS
REACCIÓN ÁRIDO-ÁLCALI
Reacción entre algunos tipos de áridos silíceos (poco frecuentes en España) y los álcalis delReacción entre algunos tipos de áridos silíceos (poco frecuentes en España) y los álcalis del cemento que pueden dar lugar a reacciones expansivas que se manifiestan inicialmente mediante una fisuración superficial del hormigón
ACCIÓN HIELO-DESHIELO
El agua que penetra en la estructura porosa del hormigón, al congelarse aumenta su volumen en un 9%, lo que genera tensiones que puede producir la fractura del hormigón.
OTRO TIPO DE DAÑOS EN EL HORMIGÓN
CONTACTO CON SUELOS AGRESIVOS
CARBONATACIÓN DEL HORMIGÓNReacción ácida de excepcional importancia en la durabilidad del hormigón. Se debe a la penetración del CO2 del aire atmosférico en la estructura porosa de la zona superficial del hormigón que reacciona
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con la cal formando carbonato cálcico y reduciendo el pH hasta valores del orden de 9, con lo que se pierde completamente la eficacia del hormigón como elemento protector de las armaduras frente a la corrosión.
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FISURACIÓN PORFISURACIÓN PORCORROSIÓN DE ARMADURASCORROSIÓN DE ARMADURAS
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CORROSIÓN DE ARMADURASCORROSIÓN DE ARMADURAS
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A/C= 0 3FISURACIÓN POR CORROSIÓN DE ARMADURAS
Las armaduras están protegidas frente a la corrosión por la basicidad del hormigón (pH de 12 a 13).
El volumen del óxido es unas 8 veces mayor que el metal
A/C= 0,3
El volumen del óxido es unas 8 veces mayor que el metal que lo origina. Ello genera inicialmente fisuras con el mismo trazado que las barras afectadas, y después el desprendimiento del hormigón circundante.
La mejor protección contra la corrosión es un recubrimiento bien compacto y de suficiente espesor.
A igualdad de las restantes variables en un hormigón
A/C= 0,5
A igualdad de las restantes variables, en un hormigón compacto el espesor del recubrimiento influye en la durabilidad elevado al cubo. Un recubrimiento doble proporciona una protección 8 veces más eficaz. Si el hormigón es poco compacto o poroso, la eficacia del recubrimiento es prácticamente nula independientemente de su espesor.
A/C= 0,8
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2113 13
14
variable
34
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FISURACIÓN
Rotura en la masa de hormigón que se manifiesta exteriormente con un desarrollo lineal.
La fisuración estructural se produce siempre que la tensión generalmente de tracción a la que seLa fisuración estructural se produce siempre que la tensión, generalmente de tracción, a la que seencuentra sometido el material sobrepasa su resistencia última.
La fisuración de las estructuras de hormigón armado es un fenómeno prácticamente inevitable y cuyaLa fisuración de las estructuras de hormigón armado es un fenómeno prácticamente inevitable y cuyaimportancia se ha incrementado con el uso de las armaduras de alta resistencia.
Los métodos de cálculo tienen por objeto estimar el ancho de fisuras y se deben tomar medidas p j ypara mantenerlo siempre por debajo de unos determinados límites.
Las fisuras constituyen frecuentemente un síntoma patológicoCONTROLDE LAFISURACIÓN
y p g
Incrementan el riesgo de corrosión de armaduras
Efecto estéticoRiesgo psicológico
Las personas son capaces de distinguir fisuras cuyo ancho en décimas de milímetro es igual o superior a l di t i d l b d l fi t
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Riesgo psicológico la distancia del observador a la fisura en metros
FISURACIÓN ESTRUCTURALFISURACIÓN ESTRUCTURAL
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RIESGO ESTÉTICO
ANCHOS DE FISURA ACEPTABLES DESDE EL PUNTO DE VISTA ESTÉTICO
RIESGO PSICOLÓGICO
El usuario identifica en ocasiones la existencia de fisuras con un supuesto riesgo de hundimiento.
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Los métodos de cálculo asocian el ancho máximo de fisura a un nivel de confianza del 95%, es decir, no puede excluirse la posibilidad de algunas fisuras de ancho superior al reglamentario.
Criterio práctico: el ancho de la fisura en décimas de mm es igual a la distancia del observador en m.
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FISURACIÓN DE ACUERDO CON EHE-08
El riesgo de corrosión de origen tensional no sólo depende del ancho de la fisura, sino también del tiempo que ésta esté abierta.
En consecuencia, la comprobación debe hacerse bajo la combinación de acciones casi-permanentes.
Estos aspectos han sido considerados por EHE-08 al establecer los límites de la anchura wmax
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En estructuras normales de edificación en ambiente no agresivo, de no efectuar un estudio detallado de la fisuración, deben respetarse los recubrimientos señalados en la tabla anterior y las siguientes limitaciones de los diámetros empleados. (Este criterio no lo recoge EHE-08)
La fisuración y la corrosión demandan estrategias distintas que frecuentemente exigen llegar a una solución de compromiso.
Desde el punto de vista de la fisuración es mejor emplear diámetros pequeños y recubrimientos reducidos.
Desde el punto de vista de la corrosión es preferible el empleo de recubrimientos elevados en
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combinación con diámetros gruesos.
En muchos casos, la única estrategia factible es aumentar la cuantía de las armaduras para reducir su tensión y por tanto la fisuración.
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PLANTEAMIENTO GENERAL PARA HORMIGÓN ARMADO
Supongamos un tirante de hormigón armado con armadura simétrica y sometido a tracción centrada.
Cuando en una sección se alcanza la resistencia a tracción del hormigón se produce la fisura. LasCuando en una sección se alcanza la resistencia a tracción del hormigón se produce la fisura. Las tracciones que antes eran resistidas conjuntamente por el hormigón y el acero se transfieren bruscamente a las armaduras que ahora cosen la fisura. En consecuencia las armaduras experimentan un brusco incremento de tensión y alargamiento. A partir de la sección en la que se
d j l fi l d dh i i i i l j t fi i d t d fprodujo la fisura, las armaduras, por adherencia, inician su anclaje trasfiriendo parte de su fuerza al hormigón que las rodea. En consecuencia, el hormigón incrementa paulatinamente su tensión y las armaduras reducen su tensión y su alargamiento. La situación progresa hasta que de nuevo se alcanza la tensión de tracción del hormigón formándose una nueva fisura.g
Para calcular el ancho medio wmed de fisura, necesitamos conocer el alargamiento medio del acero €sm y la separación media entre fisuras sm
maxk m m smw w s w β: coeficiente que convierte el valor medio en valor característico
β = 1,3 si la fisuración está producida por acciones indirectas
β 1 7 l t d l
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β = 1,7 en el resto de los casos.
La diferencia en el valor de β se debe a la evidencia experimental de una menor dispersión en los resultados en el caso de la fisuración por acciones indirectas
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SEPARACIÓN MEDIA ENTRE FISURAS
,12 0, 2 0, 4
c eficazm
As c s k
A
c = recubrimiento de las armaduras traccionadas, en mm.
s = separación entre ejes longitudinales de barras o de grupos de barras en contacto, en mm
sA
p j g g p ,
En el caso de vigas, s es el ancho del alma dividido por el número de barras o grupos de barras, situados al mismo nivel. Se debe tomar el nivel que conduzca al máximo valor de s.
Si s>15Ø se introduce s=15Ø en la fórmula
k1 = coeficiente dependiente de la distribución de tensiones de tracción en la sección de la pieza:
k1 = 0,125 (flexión simple)
k 0 250 (tracción simple)k1 = 0,250 (tracción simple)
(tracción compuesta)1 21
ε +εk =
8 ε
Ø = diámetro en mm de la barra traccionada más gruesa, o diámetro equivalente en el caso de
18 ε
90
g qgrupos de barras
As = Sección total de las armaduras situadas en el área Ac,eficaz
e n
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Ac,eficaz
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ALARGAMIENTO MEDIO DEL ACERO2
21 0, 4
s s sr ssm s c c
s s s s
kE E E
εsm = alargamiento medio relativo de la armadura respecto al hormigón que la rodea.
σs = tensión de servicio de la armadura pasiva en la hipótesis de sección fisurada
σsr = tensión de la armadura pasiva en la sección fisurada en el instante en el que se fisura el sr p qhormigón, lo que se supone se produce cuando la tensión de tracción en la fibra mas traccionada de hormigón alcanza el valor de fcm,fl
Es= Módulo de deformación longitudinal del acero 23
ctm,fl ckf = 0,30 fs g
k2 = 1 para la primera carga instantánea de la pieza (pruebas de carga, ensayos de laboratorio)
k2 = 0,5 para los restantes casos (cargas de larga duración)
De forma simplificada pueden adoptarse los siguientes valores
ks
s
M= 0,8 d A
fsrs
M= 0,8 d A
2
f ctm,fl 1 ctm,flb hM = f W ≈ f
6
Mk= Momento para el que se comprueba el estado límite de fisuración
Mf= Momento de fisuración, es decir, aquel que provoca una tensión en la fibra más traccionada de
s s
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valor fctm,fl
W1= Módulo resistente homogeneizando la sección. Puede sustituirse de forma aproximada por la sección bruta de hormigón.
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