Investigacion Patologias de Concreto

PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0

“UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE”

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

Alumna: Fernández Marcelo Geraldine Gisell Profesor: Ing. Gonzalo León de los Ríos Curso: TESIS II Título del trabajo: “TRABAJO DE INVESTIGACION INVESTIGACION

DE PATOLOGIAS DEL

CONCRETO”

Ciclo: VII

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FERNANDEZ MARCELO GERALDINE


PATOLOGIA DEL CONCRETO La Patología del Concreto se define como el estudio sistemático de los procesos y características de las “enfermedades” o los “defectos y daños” que puede sufrir el concreto,

sus causas, sus consecuencias y remedios. En resumen, en este trabajo se entiende por Patología a aquella parte de la Durabilidad que se refiere a los signos, causas posibles y diagnóstico del deterioro que experimentan las estructuras del concreto. El concreto puede sufrir, durante su vida, defectos o daños que alteran su estructura interna y comportamiento. Algunos pueden ser congénitos por estar presentes desde su concepción y/o construcción; otros pueden haberlo atacado durante alguna etapa de su vida útil; y otros pueden ser consecuencia de accidentes. Los síntomas que indican que se está produciendo daño en la estructura incluyen manchas, cambios de color, hinchamientos, fisuras, pérdidas de masa u otros. Para determinar sus causas es necesaria una investigación en la estructura, la cual incluye:

Conocimiento previo, antecedentes e historial de la estructura, incluyendo cargas de diseño, el microclima que la rodea, el diseño de ésta, la vida útil estimada, el proceso constructivo, las condiciones actuales, el uso que recibe, la cronología de daños, etc. Inspección visual que permita apreciar las condiciones reales de la estructura. Auscultación de los elementos afectados, ya sea mediante mediciones de campo o pruebas no destructivas. Verificación de aspectos de la mezcla de concreto que pueden ser importantes en el diagnóstico, tales como la consistencia empleada; tamaño máximo real del agregado grueso empleado; contenido de aire; proceso de elaboración de los especímenes;

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procedimiento de determinación de las resistencias en compresión, flexión y tracción; verificación de características especiales o adicionales, según requerimientos. Conocimiento del diseño y cálculo de la estructura; los materiales empleados; las prácticas constructivas; y los procedimientos de protección y curado; los cuales son factores determinantes del comportamiento de la estructura en el tiempo Conocimiento del tipo, cantidad y magnitud de los procesos de degradación de las armaduras de refuerzo, los cuales determinan, a través del tiempo, la resistencia, rigidez y permeabilidad de la estructura; recordando que sus condiciones superficiales influyen, y todo ello se refleja en su seguridad, funcionalidad, hermeticidad y apariencia; en suma en su comportamiento y vulnerabilidad. Verificación que el acero de refuerzo cumpla con la resistencia requerida por el Ingeniero Estructural de acuerdo con las especificaciones indicadas en los planos y memoria de cálculo de las estructuras. Correspondiendo al Ingeniero Constructor y a la Supervisión comprobar que se cumplan las Normas ASTM correspondientes. Deben tomarse muestras representativas del acero de refuerzo, de acuerdo a Norma, con la frecuencia y alcance indicados en las especificaciones de obra. Estas muestras deben ser seleccionadas al azar y se definen como un conjunto de barras o rollos extraídos aleatoriamente de un lote, del que se obtiene la información necesaria que permita apreciar una o más de las características, de manera de facilitar la toma de decisiones sobre su empleo. Una muestra se considerará como una fracción extraída de la barra o rollo con una longitud de un metro para ser sometida al ensayo. Se recomienda que las muestras para los ensayos de calidad de cada diámetro del acero empleado, deben estar conformadas cuanto menos por cinco unidades de productos de características similares por cada 40 toneladas o cantidad inferior; dos se emplearán en la ejecución de ensayos para evaluación de las propiedades mecánicas (una para cada ensayo) y tres para efecto de los demás ensayos.

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De acuerdo con las especificaciones técnicas definidas por el Ingeniero Estructural, y con las exigencias y tolerancias definidas en las Normas ASTM ó NTP, el certificado de calidad de las propiedades y características de cada diámetro suministrado del acero de refuerzo, debe contener como mínimo lo siguiente:

Nombre y dirección de la obra. Fecha de recepción de las muestras y de realización de los ensayos. Norma bajo la cual se fabricó el material y bajo la cual se efectúan los ensayos. Peso por unidad de longitud de la barra, alambre, malla, o torón de refuerzo y su conformidad con las variaciones permitidas y su diámetro nominal. Características del corrugado, si lo hay. Resultados el ensayo de tracción, incluyendo resistencia a la fluencia y resistencia última, y porcentaje de alargamiento obtenido del ensayo. Conformidad con la Norma de Fabricación. Nombre y firma del responsable del ensayo y el Director del Laboratorio. La importancia del ataque debido a procesos corrosivos justifica un tratamiento especial de las causas y consecuencias del mismo, así como de su forma de control, lo que se verá en detalle en el Capítulo correspondiente. El valor mínimo de recubrimiento con concreto para la protección de las armaduras debe ser de por lo menos 35 mm. Para ello deben respetarse las Normas que hacen referencia a los requisitos de recubrimiento del refuerzo convencional y de tendones de refuerzo no adheridos. Una recomendación final muy importante es que cuando se requiere protección del acero de refuerzo contra el fuego, los recubrimientos deben incrementarse.

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PATOLOGIA DE PAVIMENTOS FLEXIBLES PATOLOGIA DE PAVIMENTOS FLEXIBLES PIEL DE COCODRILO Descripción: Serie de grietas interconectadas en forma de tela de gallinero o piel de cocodrilo, producida por la fatiga del pavimento

Posibles Causas: Causadas por la fatiga que sufren las capas asfálticas al ser sometidas a las cargas repetidas del tránsito, pudiendo estar asociada al poco espesor, a la rigidez de la carpeta entre otras.

Nivel de Severidad: Baja: Grietas muy finas longitudinales y paralelas, con poca o ninguna interconexión Media: Grietas más desarrolladas e interconectadas con una pequeña desintegración de los bordes. Alta: Las grietas se desarrollan de tal forma que muestran bloques (partículas) bien definidos con fuerte desintegración de los bordes

Las grietas comienzan en el fondo de la capa y se propagan a la superficie, estas grietas son consideras una falla estructural severa y generalmente vienen acompañadas de ahuellamientos si la base y la sub base son débiles Reparación: Sellado superficial. En caso de presentar severidad alta se debe sustituir la carpeta asfáltica realizando un bacheo profundo.

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GRIETAS LONGITUDINALES Descripción: Grietas formadas en la dirección longitudinal de la vía Posibles Causas: Construcción defectuosa en las juntas de construcción, dilatación y contracción en la mezcla asfáltica por cambios extremos de temperatura, reflexión de grietas provenientes del interior de la capa asfáltica.

Nivel de Severidad: Baja: Grietas sin sellar de ancho inferior a 10mm, grietas selladas de cualquier ancho Media: Grietas sin sellar de ancho entre (10mm y 76mm), grietas sin sellar hasta 76mm con grietas finas adyacentes, grietas selladas de cualquier ancho con grietas finas adyacentes. Alta: Grietas selladas o sin sellar con grietas adyacentes de media y/o alta severidad, grietas sin sellar de más de 76mm de ancho, grietas de cualquier ancho en las que varios centímetros del pavimento adyacente está severamente dañado. (Manual PCI) de severidad media a alta es posible el paso del agua a la base y sub base ocasionando migración de finos y una consecuente pérdida de capacidad de soporte.

Preparación: En severidades baja y media limpiar con aire comprimido y sellar con cemento asfáltico. En severidades altas evaluar las capas inferiores.

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PERDIDA DE FLEXIBILIDAD DE LA CAPA DE RODAMIENTO POR INCENDIO EN SU SUPERFICIE Descripción: Exposición del agregado, adhesión del material incinerado en la carpeta, aumento de la rigidez de la mezcla. Posibles Causas: Quema de cauchos, quema de Vehículos, quema de combustibles, quema de basuras. Nivel de Severidad: Se definen tres niveles de severidad ( Bajo, Media, Alto) en función del área afecta (m 2 ) Baja: Menor de 1 m 2 Media: De 1 a 5 m 2 Alta: Mayor de 5 m 2

Este efecto genera perdida de flexibilidad ( la carpeta se vuelve frágil), además se produce disgregación

Reparación: Tratamiento superficial para severidades medias y bajas. En severidades altas y de acuerdo a la intensidad de la afectación se debe escarificar y reponer la carpeta.

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PATOLOGIAS EN PAVIMENTOS RIGIDOS Los deterioros y patologías observados en este tipo de pavimentos, son similares a los producidos en pavimentos flexibles, aunque se producen de diferente manera y sus efectos son distintos, debido al diferente comportamiento mecánico de ambos grupos. Para su clasificación seguiremos la tabla siguiente.

DEFORMACIONES: Este tipo de patologías afectan a la nivelación geométrica del pavimento, pudiéndose producir discontinuidades en las losas que provoquen su deterioro a largo plazo. Las más frecuentes son:

ESCALONAMIENTO: Se da cuando un borde en una junta aparece hundido y el otro levantado, y normalmente está producido por un asiento diferencial de la explanada o debido a la acción del tráfico en losas agrietadas o con juntas sin pasadores.

ASIENTO: Descenso de la superficie de la carretera, está causado por la deformación permanente de la explanada debido a una compactación insuficiente, acción del hielo o variaciones en el contenido de humedad.

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ROTURAS: Dentro de esta clase de patologías se encuentran aquellas que producen la aparición de discontinuidades superficiales y profundas en la losa del pavimento, e incluso su colapso. Entre ellas tenemos.

GRIETA LONGITUDINAL Línea de rotura paralela al eje de la calzada, ocasionada por alguna de estas causas: * Falta de junta longitudinal * Anchura excesiva de la losa * Asiento lateral de la losa

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GRIETA TRANSVERSAL: Se trata de una línea de rotura perpendicular al eje de la calzada. Su aparición viene motivada por. * Junta de contracción cerrada demasiado tarde * Longitud excesiva de la losa o espesor insuficiente de la losa. * Fenómenos de retracción térmica.

ROTURA DE ESQUINA Grieta que se produce oblicuamente en la losa, entre juntas transversal y longitudinal. Se produce normalmente por una falta de apoyo de la losa o la existencia de sobrecargas en las esquinas.

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PATOLOGÍAS EN PUENTES Las grandes estructuras, que se encuentran bajo la jurisdicción de la Administración Pública, requieren, para su mantenimiento, de una planificación cuidada para su correcta conservación. En el caso de los Puentes, pueden estar construidos de diferentes materiales, de manera que estas estructuras pueden ser: Puentes de Fábrica Puentes de Hormigón Puentes Metálicos Puentes Mixtos (p. ej.: acero y hormigón) El uso continuo de estos puentes, los factores climáticos, los movimientos de asentamiento, movimientos sísmicos y la antigüedad de sus estructuras, son causantes de patologías que aparecen a lo largo del tiempo; por ello, requieren de un mantenimiento periódico programado para conservarlas en buen estado y cumplir así con la función para la cual han sido construidas.

1.- CAUSAS DE PATOLOGÍAS EN PUENTES Grietas y Fisuras Las causas que originan las grietas y fisuras en puentes son: Incremento de cargas. Materiales de mala calidad. Inestabilidad elástica (Pandeo) Hormigón mal vibrado y mal curado. Hormigonado durante temperaturas ambiente extremas. Deslizamiento del terreno. Fallos en las cimentaciones. Temperaturas extremas. Enraizamiento de árboles y arbustos.

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Deterioros en Hormigón y Fábricas. Estos deterioros en pueden aparecer en forma de coqueras, desprendimientos, nidos de grava, etc. Sus causas pueden ser:  

Ausencia o pérdida de recubrimiento en las armaduras. Impermeabilización incorrecta o faltante.

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PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0       

Ejecución de hormigonado con temperaturas ambientes extremas. Vibrado insuficiente del hormigón. Mala calidad del hormigón. Lavado de juntas entre ladrillos por filtraciones. Contaminación de áridos. Depósitos de sales de deshielos. Efectos por presencias de microorganismos.

Cimentaciones Socavadas Existen diversos factores que pueden socavar los cimientos de los puentes:     

Cimientos inadecuados. Ausencia de soleras necesarias. Acción continua del agua. Inundaciones, riadas. Incorrecta ubicación de los cimientos en cauces.

Pilas Erosionadas Las pilas de los puentes pueden verse afectadas por:  

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Ausencia de tajamares (tajamar: construcción curva agregada a las pilas del puente para dividir la corriente del río) necesarios. Acción continua del agua.



Muros y Estribos con Deslizamientos o Cabeceos Los muros y estribos de los puentes pueden sufrir deslizamientos o cabeceos originados en:      

Soluciones estructurales mal ejecutadas: Juntas, empotramientos, apoyos, etc. Incremento notable de cargas. Enraizamiento de árboles. Terreno mal compactado. Riadas, acción del agua. Deslizamientos de tierra.

Fallos en los Apoyos Los apoyos de un puente pueden verse afectados por las siguientes causas:  

Dimensionamiento incorrecto de los apoyos. Exceso o falta de reacción vertical.

Fallos en las Juntas   

Dimensionamiento incorrecto de las juntas del puente. Impactos de las máquinas quitanieve. Desgaste o ausencia del material de la junta.

Estructuras Metálicas Oxidadas Las estructuras metálicas de los puentes pueden sufrir los efectos de la oxidación originados en:   

Acción erosiva continua por fenómenos climáticos. Deformaciones por impactos o por el ataque de óxido. Ausencia de protección sobre las superficies metálicas.

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Deterioros    

Por impactos producidos por el tráfico: en bordillos, barandillas, aceras, defensas, pretiles, etc. Por impactos en las vigas debido a la falta de gálibo (altura de paso en túneles y puentes). Por desgaste y envejecimiento. Por falta de mantenimiento.

PATOLOGIA EN COLUMNAS Y VIGAS Los tipos de falla más importantes que se han registrado en estructuras de concreto armado, han surgido con la ocurrencia de eventos sísmicos en distintas localidades del mundo. Para entender el comportamiento sísmico de las estructuras, es necesario identificar las características que han conducido a las fallas y a los buenos comportamientos estructurales, así como también es importante el análisis de los distintos tipos de daños y de las causas que los han originado. Por lo general las fallas presentadas en las edificaciones durante eventos sísmicos, se originan producto de los defectos en el diseño y configuración estructural, así como en los errores durante la construcción de la obra y el empleo de materiales inapropiados para la edificación. Los principales daños estructurales que ocurren durante un sismo, pueden deberse a:

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1. Vigas y columnas con grandes esfuerzos de cortante y de tensión: Las edificaciones deben contar con una capacidad de deformación suficiente para soportar las fuerzas sísmicas, sin que esto afecte su resistencia. Cuando la edificación presenta una respuesta sísmica dúctil, es capaz de soportar elevadas deformaciones. El acero proporciona ductilidad a la estructura. Se debe colocar el acero transversal (estribos) necesario y estrechamente separado, ya que los estribos sirven para mantener confinado al

concreto, y cuando éstos son insuficientes el concreto se desconcha, se astilla, y el acero longitudinal se pandea, ocasionando la inestabilidad de la estructura.

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Este tipo de fallas ocurren por la gran concentración de esfuerzos originados por las distintas cargas y fuerzas que induce el sismo. Las fuerzas cortantes impuestas por los sismos, originan fallas por tensión diagonal. La manifestación típica es la formación de grietas inclinadas, en ángulos de aproximadamente 45°. Cuando no hay suficiente acero transversal, o éste se encuentra muy separado, el concreto no tiene el confinamiento necesario y hay muy poca resistencia a la tensión diagonal.

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Típica falla por fuerzas sísmicas en columnas.

Colapso de las columnas, debido a la ausencia de estribos. Las vigas también pueden fallar por tensión diagonal provocada por las fuerzas sísmicas.

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2. Falla causada por entrepisos que no poseen adecuada resistencia al corte:  El colapso de los edificios se debe generalmente a la poca resistencia que tienen las columnas para resistir cargas laterales.  Las columnas deben tener un área transversal suficiente que les permitan resistir las fuerzas cortantes inducidas por los sismos.

3. Conexiones viga-columna con falla de adherencia:  En las conexiones entre los distintos elementos estructurales, se originan condiciones complejas y elevadas concentraciones de esfuerzos, que conducen a numerosos casos de falla.  Las conexiones pueden fallar por la escasez de anclajes de refuerzo entre las columnas y las vigas.

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PATOLOGIA EN OBRAS DE ALBAÑILERÍA EN VIVIENDAS La retracción de los morteros, la heterogeneidad de los materiales y la flexión de los forjados son las tres causas principales del agrietamiento de paredes y fachadas.

La grieta horizontal afecta a menudo a los cerramientos de las viviendas individuales. La pared exterior de una vivienda unifamiliar puede cumplir dos funciones 1. La función de carga. En ella se apoyan los forjados y la cubierta. Debe comprobarse la resistencia del muro, para asegurarse que las cargas transmitidas no sobrepasen la capacidad de compresión de los bloques o de los ladrillos, respetando además un coeficiente de seguridad. 2. La función de cerramiento, que desempeña la fábrica frente a las diversas agresiones

Climáticas: · Frente a la lluvia, cuya penetración puede evitarse gracias al grosor y a la buena ejecución de la obra de albañilería, pero también gracias a la correcta aplicación del revestimiento. Lo que garantiza la impermeabilidad es el conjunto pared-revestimiento. · Pero también los cambios de temperatura estacionales. La fábrica construida se complementa con paneles aislantes, colocados normalmente en su lado interno.

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Las tres categorías de grietas estructurales que vamos a estudiar en esta ficha son: 

Las fisuras por la retracción “diferencial” de los materiales que contiene la

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fábrica. (Fisuras1) Las fisuras provocadas por cambios de temperaturas y humedad. (Fisuras 2) Las fisuras debidas a la flexión del forjado. (Fisuras 3)

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Origen FISURAS 1 - La contracción de los morteros y hormigones de cemento es un fenómeno de retracción del material provocado por la pérdida de una parte de su agua de fabricación (por su secado y evaporación). Se manifiesta muy rápidamente y con una intensidad tanto mayor cuanto más excesivo haya sido el volumen de agua utilizado respecto del que era necesario para el fraguado de dicho mortero o de dicho hormigón. Pueden entonces aparecer grietas por el contacto de dos elementos de edades diferentes, como son los bloques y las juntas de montaje, principalmente cuando el mortero que los constituye es extendido en momentos de clima muy seco, sin que se hayan humedecido los bloques simultáneamente antes de su colocación. FISURAS 2 - Las variaciones de temperatura o de humedad, por su parte, pueden afectar a la pared de distintas formas: a. Cuando el cerramiento está formado por materiales heterogéneos, por ejemplo: ladrillos y dinteles/armadura metálica de hormigón armado. El comportamiento diferente de estos materiales puede provocar fisuras en sus juntas. b. Por otra parte, se sabe que estos materiales presentan, como consecuencia de los cambios de temperatura, variaciones dimensionales nada despreciables (dilatación en verano, contracción en invierno). De este modo, un cerramiento, con varios metros de longitud, tiende a contraerse varios milímetros en épocas de frío. Pero, debido a su unión rígida con el resto del edificio, sufre tensiones de tracción que son susceptibles de provocar grietas verticales. FISURAS 3 Los forjados de la vivienda unifamiliar, suele estar formado por viguetas prefabricadas, de hormigón armado o pretensado, con función de carga en un solo sentido, y cuya longitud puede llegar a los 5 metros o más. Un forjado de estas 20



características puede sufrir una ligera deformación a flexión en su parte central. Esta circunstancia no compromete su estabilidad, pero puede ir acompañada de un giro del apoyo sobre el muro de fachada y de un levantamiento del borde del forjado. Esto genera una grieta horizontal bajo su apoyo. Este defecto también puede afectar a los ángulos del techo realizados con losas de hormigón armado, si el encuentro de las paredes no ha sido reforzado con una armadura metálica vertical, mediante bloques cuyos ángulos hayan sido especialmente perforados con tal fin. La mayoría de estas grietas atraviesan la pared y llegan hasta el revestimiento, por lo que, a priori, son de carácter filtrante; pero puede evitarse que aparezcan señales de humedad en la cara interna del muro de fachada colocando una cámara de aire entre el cerramiento y el trasdosado, capaz de evacuar el agua filtrada. En resumen, existen numerosos factores que provocan el agrietamiento de las obras de albañilería de las viviendas unifamiliares, y los más habituales están estrechamente vinculados a las condiciones climáticas medioambientales.

BIBLIOGRAFÍA         

http://www.asocem.org.pe/bivi/re/dt/cons/durabilidad_patologia.pdf http://prezi.com/-qfm_8ayjx5n/patologias-pavimento-flexible/ http://www.eadic.com/curso.aspx?idCurso=38 http://www.hidrojing.com/20-documentos-de-hidraulica-utiles/ http://editorial.dca.ulpgc.es/servicios/1_saneamiento/patologias%20en%20el%20sa neamiento.pdf http://es.scribd.com/doc/39953709/Hidraulica-de-Tuberias-y-Canales-Libre http://es.scribd.com/doc/142783641/Fisuras-y-Grietas-en-Un-Canal-Abierto http://www.slideshare.net/CarlosRivera2000/patologa-pavimentos-3839158 http://www.buenastareas.com/ensayos/Patologia-De-Pavimentos/1778198.html

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