INTRODUCCION El avanzado desarrollo de la construcción, sujet ujeto o bási básica came men nte a estru struc ctura turas s de conc concre retto armad mado exige una mejo mejorr preparaci ación técnica desde el diseño hasta la preparación de la mezcla, a fin de que el producto cumpla con las especificaci aciones requeridas y deseadas por por el proy proyec ecto to..
Imagen 2. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención.
Imagen 3. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras
en obras de concreto, origen y prevención.
INTRODUCCION El avanzado desarrollo de la construcción, sujet ujeto o bási básica came men nte a estru struc ctura turas s de conc concre retto armad mado exige una mejo mejorr preparaci ación técnica desde el diseño hasta la preparación de la mezcla, a fin de que el producto cumpla con las especificaci aciones requeridas y deseadas por por el proy proyec ecto to..
Imagen 2. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención.
Imagen 3. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras
en obras de concreto, origen y prevención.
Conocer las patologías que afectan con mayor frecuencia al concreto.
Imagen 4. Fuente BS grupo
Establecer los procedimientos que deben seguirse en la determinación de la resistencia a la flexión de un pequeño espécimen de concreto por medio del uso de una viga simple cargada en el punto central y los tercios de la luz. Imagen 5. Fuente BS grupo
Determinar las causas y soluciones para las patologías de fisuras y grietas.
Imagen 6. Fuente Nacion.com
Determinar los factores que inciden en la durabilidad del concreto.
Imagen 7. Fuente Aportesingecivil
Consecuencias
Causas
Patología del Concreto
Soluciones
Imagen 7. Fuente Google
Daños Imagen 8. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en
Imagen 9. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto, origen y
prevención.
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Imagen 10. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto, origen y
prevención.
Aparecen brevemente después de que el brillo del agua desaparece de la superficie del concreto. Propia de climas calientes.
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Tienen una profundidad considerable, de 20 a 40 mm, pudiendo en ocasiones atravesar la losa
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Aparecen en las primeras horas ( de 1 a 10 horas) y se manifiestan en grupos.
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Imagen 11. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención.
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Aparecen en aquellas zonas donde, por cualquier causa, se ha producido una concentración de pasta rica en cemento sin agregado grueso.
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segregación del concreto durante la compactación .
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Excesivo aplanado con el badilejo durante el acabado.
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durante el fraguado se produce una reacción exotérmica (desprendimiento de calor) que favorece la evaporación y pérdida de agua. Al perderse agua se pierde volumen y el concreto se contrae, como es escasa resistencia a tracción con la que cuenta el concreto a edad tan temprana lo llevaría a su fisuración
Imagen 12. fuente: Instituto de Ingeniería UNAM
Medidas para evitar las fisuras originadas por la contracción plástica. •
Tratar de minimizar la influencia de los efectos climatológicos y en el caso del cemento se deberá mantener una baja temperatura utilizando un tipo de cemento de bajo calor de hidratación
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Evitar diseños de mezclas con excesiva presencia de finos porque provocan una rápida exudación.
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Imagen 13. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto, origen y
La presión que ejerce el concreto fresco sobre los encofrados o el suelo hacen que estos se deformen cuando no están debidamente apuntalados o compactados causando asentamientos plásticos adicionales con la consecuente aparición de fisuras
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MEDIDAS PARA EVITAR LAS FISURAS :
Imagen 13. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto, origen y
prevención.
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Cumplir con los recubrimientos mínimos según el tipo de elemento.
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Evitar agregados muy absorbentes
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En vaciados continuos se deberá controlar rigurosamente el revenimiento indicado evitando asentamientos diferenciales plásticos durante el acomodo de la mezcla.
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Imagen 15. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto,
origen y prevención.
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La expansión de concreto ocasionando por la oxidación del acero de refuerzo no solo origina las fisuras sino que destruye superficialmente el concreto.
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Las fisuras por corrosión tiene un trazado paralelo al acero afectado y es frecuente que aparezca manchas de óxido a lo largo del trazado.
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SOLUCIONES :
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Imagen 15. Fuente Fuente: Empresa de BAISSIER S.A.U.
Desprender el recubrimiento dañado
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Limpiar la armadura.
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Reponer el recubrimiento con mortero.
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Como todo material, el concreto se dilata con los aumentos de temperatura y se contrae cuando esta baja provocando fisuras cuando el libre movimiento está restringido o se combina con la contracción por secado.
Imagen 16. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto, origen y
prevención.
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Entre las medidas para contrarrestar las causas de las fisuras de origen térmico está el no utilizar cementos de alto calor de hidratación y construir juntas de dilatación
Imagen 16. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto, origen y
prevención.
Cuando se realiza un diseño estructural o se comprueba la resistencia de una estructura, se ubican las combinaciones de cargas exteriores actuando sobre la citada estructural representada por un esquema de análisis, obteniendo así las reacciones de apoyo. Con las cargas exteriores y las reacciones de apoyos se calculan los distintos valores de esfuerzos de cada uno de los elementos de la estructura (tracción, compresión, flexión, cortante, torsión, etc.) Ahora bien, cuando exista deficiencias o insuficiencias en uno de los anteriores aspectos o sobrevienen cargas adicionales no previstas, la estructura se verá sometida a esfuerzos que pudieran poner en peligro su capacidad portante hasta el punto de hacerla colapsar. En la mayoría de los casos, las fisuras son muestras elocuentes de las manifestaciones de estos esfuerzos, en otros, la falla o el colapso se produce de forma abrupta.
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Imagen 18. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención
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Las fisuras de compresión axial o compresión simple provocan diferentes formas de fisuración, dependiendo de su esbeltez y el grado de restricción que tenga en sus extremos.
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Si no existe rozamiento entre las caras de la probeta y los platos de la prensa la compresión pura ejercida la rompe produciendo fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo; si hay rozamiento, el esquema de fisura cambia.
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Imagen 18. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención
Una fisuración peligrosa de servicio en elementos esbeltos a compresión se manifiesta en pequeñas grietas finas y juntas a mitad del elemento significando que el pandeo está a punto de ocurrir. En general cuando se observan fisuras verticales en columnas es singo de colapso inminente por aplastamiento de concreto.
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Imagen 19. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención
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Se forman a la vez, y suelen aparecer en los lugares coincidentes con la ubicación de los estribos.
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Las fisuras de flexión pueden corresponder a flexión pura o combinada con otros esfuerzos, principalmente el cortante. En vigas, la fisura se inicia en la armadura, progresa en vertical al eje neutro y se curva al final buscando la aplicación de la carga y deteniéndose hasta alcanzar la zona comprimida.
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Imagen 20. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto,
origen y prevención
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Destacan por su trazado a 45°
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Este proceso puede ser muy rápido, incluso instantáneo, de ahí su peligrosidad.
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Imagen 21. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de concreto,
origen y prevención
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son frecuentemente encontradas en estructuras de edificaciones, cuando existen elementos aporticados arriostrados por vigas o voladizos empotrados.
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Durante el servicio se manifiestan a 45° bordeando perimétricamente el elemento en formación de tirabuzón.
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Los fallos de adherencia-anclaje se manifiestan mediante fisuras localizadas, paralelas al refuerzo longitudinal, aunque su trazado no es continuo, a diferencia con las de oxidación o corrosión donde las fisuras si continúan a lo largo de las barras de acero.
Las caídas o desplazamientos de armaduras principales durante el vaciado de concreto originan fisuras en los lugares donde esfuerzos de tracción no son tomados por el acero.
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La concentración de tensiones en esquinas produce fisuras, sobre todo en paredes de cargas. Otro caso muy común ocurre en pavimentos de concreto, cuando durante el vaciado continuo del concreto este se ve interrumpido por discontinuidades destinadas a registros eléctricos o hidráulicos.
Cuando el esfuerzo que baja al suelo supera la capacidad portante del propio suelo sobrevienen asentamientos de la estructura. Principalmente en los casos de estructuras aporticadas, cuando el terreno que sustenta una de las zapatas cede y la contigua no, se produce el peligro asentamiento diferencial.
Imagen 23 Fuente Google imágenes, 2017
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Imagen 24. Fuente: Putzmeister
Las relaciones agua-material cementante se calculan usando el peso del cemento, más el peso de las cenizas volantes y otras puzolanas, el peso de la escoria y el micro sílice que cumpla si las hay.
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CONGELAMIENTO Y DESCONGELAMIENTO
Imagen 25. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención
AMBIENTES QUIMICAMENTE AGRESIVOS
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ABRASIÓN
Imagen 27. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención
CORROSION DE METALES EN EL CONCRETO
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REACCIÓN QUIMICA EN LOS AGREGADOS
Imagen 29. Fuente Patologías de la construcción, grietas y fisuras en obras de
concreto, origen y prevención
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Constituye un agente de deterioro que ocurre en los climas en que la temperatura desciende hasta provocar el congelamiento del agua contenida en los poros capilares del concreto. En términos generales el fenómeno se caracteriza por inducir esfuerzos internos en el concreto que pueden provocar su fisuración reiterada y la consiguiente desintegración. Imagen 30. Fuente NTP E0.60 SENCICO
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ADITIVOS INCORPORADORES DE AIRE
Imagen 31. Fuente Patologías de la construcción,
grietas y fisuras en obras de concreto, origen y prevención
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CURADO
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Los diseños de mezcla deben ejecutarse buscando concretos con la menor permeabilidad posible, lo cual se logra reduciendo la relación Agua/Cemento al mínimo compatible con la trabajabilidad para lo cual el ACI recomienda relaciones entre 0.45 y 0.50.
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Imagen 35. Fuente Patologías de la construcción,
grietas y fisuras en obras de concreto, origen y prevención
Los cloruros se hallan normalmente en el ambiente en las zonas cercanas al mar, en el agua marina, y en ciertos suelos y aguas contaminadas de manera natural o artificial.
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Imagen 36. Fuente Patologías de la construcción,
grietas y fisuras en obras de concreto, origen y
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Baja relación agua - material cementante
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Resistencia
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Adecuado contenido de aire.
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Bajo asentamiento.
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Adecuada compactación.
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Uniformidad.
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Recubrimiento adecuado del refuerzo
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Para la protección contra la corrosión del refuerzo de acero en el concreto, las concentraciones máximas de iones cloruro solubles en agua en el concreto endurecido a edades que van de 28 a 42 días, provenientes de los ingredientes (incluyendo agua, agregados, materiales cementantes y aditivos) no deben exceder los límites.
En ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal.
Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas. Imagen 38. Fuente: Wikipedia
Existen dos hipótesis cinemáticas comunes para representar la flexión de vigas y arcos.
La hipótesis de Navier-Euler-Bernoulli. En ella las secciones transversales al eje baricéntrico se consideran en primera aproximación indeformables y se mantienen perpendiculares al mismo (que se curva) tras la deformación.
La hipótesis de Timoshenko. En esta hipótesis se admite que las secciones transversales perpendiculares al eje baricéntrico pasen a formar un ángulo con ese eje baricéntrico por efecto del esfuerzo cortante.
Resistencia a la flexión, método de la viga cargada en el punto central de la luz (ASTM C 293 / NTP 339.079) Este método de ensayo cubre la determinación del esfuerzo de flexión en el concreto, usando especímenes de concreto ensayados como viga simplemente soportada con carga al centro de la luz.
Este método de ensayo se usa para la determinación del módulo de ruptura de especímenes elaborados y curados de acuerdo con las prácticas ASTM C31/C31M y ASTM C192/C192 M. La determinación de la resistencia a la flexión tendrá variaciones cuando se tengan diferencias en el tamaño del espécimen, su elaboración, su condición de humedad o su curado.
Equipos y materiales Máquina de ensayo No se permite el uso de máquinas de ensayo provistas de bombas que no provean una carga continua. Imagen 39. Fuente: Materiales técnicos 1°BTO
Espécimen La longitud debe ser al menos 50 mm (2 pulg) más grande que tres veces el espesor de la viga. La relación del ancho al espesor moldeado no debe exceder de 1.5 La viga normalizada debe tener una sección transversal de 150 por 150 mm, y debe ser utilizada para concreto con un agregado grueso de un tamaño nominal máximo de hasta 50 mm
Imagen 40. Fuente: UNICON
Mecanismo de aplicación de carga
Imagen 41. Fuente: Norma técnica ASTM C 293
El mecanismo mediante el cual se aplican las cargas al espécimen debe emplear un bloque de aplicación de carga y dos bloques de soporte del espécimen. El sistema debe asegurar que todas las fuerzas se apliquen perpendiculares a la cara del espécimen sin excentricidad.
Procedimiento de ensayo Los ensayos de flexión de especímenes deben ser efectuados tan pronto como sea posible, después de remover los especímenes del almacenaje húmedo. Se lleva el bloque de aplicación de carga a contacto con la superficie del espécimen al centro de la luz y se aplica una carga entre el 3% y el 6% de la carga última estimada. Luego usando medidores de espesor tipo hoja de 0.10 mm y de 0.40mm, determinar si hay cualquier vacío entre el espécimen y los bloques de aplicación de carga y de soporte. Para eliminar cualquier vacío en exceso de 0.10 mm puede usarse el esmerilado, el cabeceo, o la aplicación de bandas de cuero como calzas.
Se carga el espécimen en una forma continua y sin sacudidas. La carga debe ser aplicada a una velocidad constante hasta el punto de fractura. La velocidad de carga se calcula por la ecuación siguiente.
Donde: r = Velocidad de carga s = Velocidad de incremento del esfuerzo máximo b = Ancho promedio del espécimen d = Espesor promedio del espécimen L = Luz longitudinal
Medición de los especímenes después del ensayo Para determinar las dimensiones de la sección transversal del espécimen utilizado para calcular el módulo de ruptura, se deben tomar mediciones a través de una de las caras fracturadas, después de realizado el ensayo. Se calcula el módulo de ruptura:
Donde: R = Módulo de ruptura P = Carga máxima aplicada b = Ancho promedio del espécimen d = Espesor promedio del espécimen
Resistencia a la flexión, método de la viga cargada a los tercios de la luz (ASTM C 78 / NTP 339.078) Este método de ensayo cubre la determinación de esfuerzos de flexión del concreto utilizando una viga simplemente soportada con cargas en los tercios de la luz.
Este método de ensayo se usa para la determinación del módulo de ruptura de especímenes elaborados y curados de acuerdo con las prácticas ASTM C31/C31M y ASTM C192/C192 M. La determinación de la resistencia a la flexión tendrá variaciones cuando se tengan diferencias en el tamaño del espécimen, su elaboración, su condición de humedad o su curado.
Equipos y materiales Máquina de ensayo No se permite el uso de máquinas de ensayo provistas de bombas que no provean una carga continua. Imagen 42. Fuente: INSTRON
Espécimen La longitud debe ser al menos 50 mm (2 pulg) más grande que tres veces el espesor de la viga. La relación del ancho al espesor moldeado no debe exceder de 1.5 La viga normalizada debe tener una sección transversal de 150 por 150 mm, y debe ser utilizada para concreto con un agregado grueso de un tamaño nominal máximo de hasta 50 mm
Imagen 40. Fuente: UNICON
Mecanismo de aplicación de carga El mecanismo mediante el cual se aplican las cargas al espécimen debe emplear dos bloques de aplicación de carga y dos bloques de soporte del espécimen. El sistema debe asegurar que todas las fuerzas se apliquen perpendiculares a la cara del espécimen sin excentricidad. Imagen 43. Fuente: Norma técnica ASTM C 78
Procedimiento de ensayo Se gira la muestra sobre un lado con respecto a su posición de moldeo y se centra sobre los bloques de carga. Se lleva el bloque de aplicación de carga a contacto con la superficie del espécimen al los puntos tercios de la luz y se aplica una carga entre el 3% y el 6% de la carga última estimada. Luego usando medidores de espesor tipo hoja de 0.10 mm y de 0.40mm, determinar si hay cualquier vacío entre el espécimen y los bloques de aplicación de carga y de soporte. Para eliminar cualquier vacío en exceso de 0.10 mm puede usarse el esmerilado, el cabeceo, o la aplicación de bandas de cuero como calzas. La carga se debe aplicar de manera continua sin sobresaltos.
Medición de los especímenes después del ensayo Para determinar las dimensiones de la sección transversal del espécimen utilizado para calcular el módulo de ruptura, se deben tomar mediciones a través de una de las caras fracturadas, después de realizado el ensayo. Si la fractura se inicia en la zona de tensión, dentro del tercio medio de luz libre
Donde: R = Módulo de ruptura P = Carga máxima aplicada b = Ancho promedio del espécimen d = Altura promedio de la muestra
Medición de los especímenes después del ensayo Para determinar las dimensiones de la sección transversal del espécimen utilizado para calcular el módulo de ruptura, se deben tomar mediciones a través de una de las caras fracturadas, después de realizado el ensayo. Si la fractura se inicia en la zona de tensión, dentro del tercio medio de luz libre
Donde: a = Distancia promedio entre la línea de fractura y el soporte más cercano P = Carga máxima aplicada b = Ancho promedio del espécimen d = Altura promedio de la muestra
Este trabajo permitió identificar que entre las principales causas y problemas que afectan al concreto que son agrietamiento, escamado, desintegración, erosión, filtración, dilatación. La correcta elección de materiales para el concreto tienen una influencia directa en su durabilidad. Es necesario hacer un seguimiento continuo ante la primera fisuración. Emplear los recubrimientos necesarios a fin de evitar la corrosión del acero. La relación de agua-cemento es de suma importancia el la durabilidad del concreto. Los ensayos de flexión nos permiten determinar el esfuerzo a la flexión del concreto.
