Patologías Del Concreto Reforzado y Acero Estructural

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Trabajo muy completo e interesante sobre las patologias del concreto

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Patologas del Concreto reforzado y Acero Estructural

Patologa del concreto

Es la parte de la durabilidad que se refiere a los signos, causas posibles y diagnsticos del deterioro que experimentan las estructuras del concreto. Tambin se le define como el tratamiento sistemtico de los defectos del concreto, sus causas, sus consecuencias y sus soluciones..

Origen de los daos:

Asiento plstico: Se produce como respuesta a la exudacin durante las 3 primeras horas de colocado, dependiendo de la temperatura. En general se trata de fisuras amplias y poco profundas de escasa trascendencia estructural.

Retraccin plstica: Se produce entre la 1ra y 6ta hora a partir de la colocacin y sus daos son frecuentes en elementos superficiales como losas, muros, etc. Especialmente cuando la evaporacin del agua exudada es ms rpida que la velocidad de acudida del agua de la masa interna a la superficie, frenada por la accin capilar en los poros del concreto. Generalmente son fisuras amplias y poco profundas de escasa trascendencia estructural.

Contraccin trmica inicial: Producida por el calor de hidratacin derivado de la reaccin de hidratacin del cemento. De acuerdo a la calidad del concreto la temperatura del ncleo del elemento estructural, que a las 24 horas ser de 4 a 6 veces mayor que la temperatura ambiental, recin se igualaran a los 5 o 6 das.

Retraccin hidrulica: Consiste en la disminucin del volumen que experimenta el concreto endurecido, cuando est expuesto al aire con humedad no saturada. Es debido simultneamente a reacciones qumicas y a la reduccin de humedad. Las fisuras suelen ser finas, pero que afectan en profundidad al elemento estructural y por tanto su trascendencia debe ser estudiada en cada caso.

Fisuracin en mapa: Es una fisuracin que afecta superficialmente al elemento de concreto y qu suele aparecer entre 1 y 15 das a partir del vaciado. La profundidad rara vez llega al centmetro y por tanto tiene poca trascendencia estructural. Su origen est en las tensiones superficiales motivadas por un alto contenido de humedad.

Deformaciones impuestas

Fluencia: Bsicamente consiste en la deformacin del concreto a tensin constante que se desarrolla a lo largo del tiempo y es adicional a la que produce instantneamente, o en pocos minutos, cuando se aplican tensiones al concreto. La fluencia bajo tensiones de compresin es funcin de la resistencia del concreto, de la tensin aplicada, de la humedad relativa del ambiente y del espesor ficticio del elemento. Sobre las fisuras debido a tensiones de traccin un caso tpico es el de fisuras inclinadas de esfuerzo cortante donde se indica la direccin de tensiones que finalmente producen la fisura.

Variaciones trmicas: Influidas por la humedad y si el rido es calizo o silceo, las tensiones generadas pueden llegar a la fisuracin de los elementos. Las tensiones se pueden controlar mediante la disposicin de juntas de dilatacin, apoyos mviles, etc.

Variaciones higromtricas: Los cambios de humedad tambin afectan las dimensiones, si estas estn coartadas se producen estados tensinales en la estructura.

Pretensado: Constituye una deformacin impuesta, correlativa a las tensiones impuestas, el valor tensional de pretensado sobre el concreto, variable por la perdida detencin de armadura, es decreciente con el tiempo, debido a una serie de procesos que varia considerablemente segn se trate de pretensado con armaduras pretensas o con armaduras postensas. De hacho el pretensado origina variaciones tanto longitudinales como transversales en los elementos.

Asientos del terreno: Si una columna se asienta debido al descenso de la cimentacin se disminuye su carga, por tanto aumentando esa disminucin a las columnas prximas.

Cambios de color: Fuera de algunos casos especiales que veremos despus el concreto cambia de color por causas: cambios de color entre partidas de cemento, decoloracin debida a la accin de la luz solar, y cambios de color que han requerido la reparacin de algn defecto.

Desgaste

Existen procesos muy variados de desgaste del concreto, parte de ellos ligados a usos industriales especficos; otros son de tipo ms general, y aqu se presentan:

Desgaste por abrasin: Se la define por el desgaste de la superficie por procesos de friccin o rozamiento. La causa ms importante de abrasin de pisos y pavimentos es producida por el paso de personas, circulacin de vehculos, o rodadura de objetos o maquinas, ms que las partculas arrastradas por el viento. Siendo producido por acciones mecnicas debido al trfico, cuando el agua lleva agregado grueso. La resistencia la da el rido grueso.

Desgaste por erosin: Se la define por el deterioro causado por la accin abrasiva de fluidos o slidos en movimiento. La magnitud de la erosin depende del nmero, velocidad, tamao, perfil, densidad y dureza de las partculas en movimiento por unidad de tiempo. Siendo producido por acciones mecnicas debido al oleaje. La resistencia la da el rido grueso.

Desgaste por cavitacin: Se la define como la erosin progresiva del concreto originada por el flujo no lineal de aguas limpias a velocidades sobre los 12 m/seg. Donde se forman burbujas de vapor, que cuando ingresan a una regin de lata presin colapsan con un gran impacto, pueden desgastar grandes reas de la superficie de concreto en tiempos comparativamente pequeos. Se da cuando la forma no est bien estudiada y se producen zonas de baja presin. La resistencia es proporcionada por la pasta de cemento

Congelacin:Con temperaturas menores de 0c los esfuerzos producidos por el cambio de estado lquido a slido dan lugar a agrietamientos y deterioro de la pasta si no se toman las medidas adecuadas. El aumento de volumen es un 9%.

Ataque biolgico

Agua de desage

La baja velocidad de flujo, y la alta temperatura de las tuberas de desage puede generar hidrogeno sulfurado, el que en presencia de la humedad forma al cido sulfrico, que es altamente corrosivo con ataque y destruccin del concreto, producindose descascaramiento intermitente que puede producir ablandamiento y desprendimiento del agregado. En las aguas residuales existen habitualmente derivados orgnicos e inorgnicos del azufre, especialmente sulfitos (aguas residuales) y sulfatos (aguas domesticas): la accin bacteriana puede reducir los sulfatos a sulfitos; sin embargo si la concentracin del oxgeno es inferior a 0.1 mb/l, es decir si las aguas son anaerbicas hay difusin del h2s en el agua y en el aire y puede formarse el cido sulfrico. Si la concentracin es mayor a 1 gr/ml es decir si las aguas residuales son aerbicas el riesgo no existe

Obras en contacto con abonos naturales

En estas obras de concreto abonos como el estircol, que no es un agente agresivo, pero que sufre reacciones qumicas similares a las de las aguas residuales y entraa los mismos riesgos.

Invernaderos e instalaciones anlogas

En bastantes casos se han empleado columnas de concreto cimentados en cimientos de concreto de baja calidad. Como en estas instalaciones es frecuente el abono del terreno y la temperatura media suele ser superior a 20 c, frecuentemente el nitrito amnico contenido en el abono ataca de forma grave al concreto.

Agresin ambiental

Fuera de la agresin qumica al concreto y al acero, existen formas de agresin medio ambiental que afectan al concreto, especialmente ala superficie, por influencia de los microclimas, a veces a pocos centmetros de la superficie del concreto. Bsicamente distinguimos dos mecanismos: depsitos de polvo sobre superficies en lugares con poca lluvia, y depsitos de cultivos biolgicos en superficies hmedas del concreto.

Contacto con suelos agresivos: Siendo el suelo un medio potencialmente agresivo es fundamental investigar su agresividad en el proyecto de cimentaciones, tneles, muros, etc., tanto como suelo propio como suelo de prstamo.

Ataques qumicosExiste diversidad de modalidades pero con algunas caractersticas comunes, como la necesaria posibilidad de un mecanismo de transporte de molculas y de iones de la sustancia agresiva a la agredida, u que la agresin se activa considerablemente al aumentar la temperatura.

Ataques por acidos

Siendo el concreto qumicamente bsico, con un ph del orden de 13,pueden ser atacado por medios cidos con ph menor de 7, los cuales reaccionan con el hidrxido de calcio de la pasta producindose compuestos de calcio solubles en agua. Como la pasta de cemento est bsicamente constituida por slice y cal, la pasta es atacable incluso por cidos dbiles. Entre los elementos que atacan al concreto podemos mencionar el cido sulfrico, el ntrico, el sulfuroso, clorhdrico, aguas de minas, industrias, o fuentes minerales que puedan contener o formar cidos, las turbas que puedan producir cido sulfrico, y cidos orgnicos de origen industrial. Un tipo especial de reaccin cida es la carbonatacin producida por la introduccin del co2 de la atmsfera en la estructura porosa del c0oncreto, originando el descenso del ph, el proceso es ms intenso cuanto mayor es la permeabilidad y por tanto la durabilidad.

Ataques por bases

Las bases como el hidrxido de sodio o soda custica y el hidrxido de amonio o amoniaco, si penetran en el concreto y se concentran en una zona determinada producen dao fsico por cristalizacin y expansin a partir de la reaccin entre el hidrxido y el bixido de carbono proveniente del aire.

Ataques por sales

Las sales son compuestos qumicos derivados de cidos o bases, formadas de la reaccin entre ellos, usualmente solubles en agua. Los cloruros y nitratos de amonio, magnesio, aluminio, y hierro atacan al concreto, siendo el mas peligroso el de amonio. Por su importancia la accin de los sulfatos de calcio, sodio o magnesio deben ser tratados independientemente.

Reaccin con cationes

Podemos reaccin lc