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TÓPICO 1 – (Patología de las Construcciones)

Estudio de dos casos paradigmáticos de fallas en

construcciones con la utilización de morteros de cemento con aire incorporado y sin cal

Paulo G. Yugovich1

1 . Ingeniero Civil, Profesor Titular del Área de Construcciones de la FCYT-UCNSA

Vice-Decano y Asesor de tesis de grado en la FCYT-UCNSA Director-Gerente de PROPACO S.R.L. y Director-Presidente de CONPAR S.A. Av. Santísimo Sacramento N˚ 420, Asunción – Paraguay Teléfono: 595 21 604 558

email: [email protected]

Palabras-clave: morteros, patología, reparaciones, aglomerantes

Resumen

La utilización de materiales relativamente nuevos sin el conocimiento adecuado de sus propiedades conlleva la posibilidad de fallas. Eso sumado a la tendencia de los protagonistas de la construcción en adoptar paradigmas que rigen sus conductas, y al casi inexistente análisis crítico sobre ventajas y desventajas de las distintas soluciones, dando preponderancia a los factores económicos ó logísticos de la obra, han sido causales de fallas en dos casos que se pondrán a consideración.

Ambos casos están relacionados a la utilización de mortero de cemento plastificado con aditivo incorporador de aire, sin la utilización de cal . El primer caso es el estudio de las fisuras que aparecieron en los muros de mampostería de ladrillos de una urbanización de gran porte en la ciudad de Carmen del Paraná, Dpto. de Itapúa, Paraguay. El segundo caso se refiere al sonido a hueco detectado en un piso de mosaicos graníticos en un gran supermercado en construcción, totalizando unos 3.000 m2, en la ciudad de Colonia Obligado, también en el Dpto. de Itapúa.

Nuestra actuación en ambos casos ha sido solicitada para proponer un diagnóstico de las fallas detectadas, también un pronóstico y las recomendaciones de actuación correspondientes. En el primer caso las reparaciones fueron exitosas, mientras en el segundo, ante las alternativas planteadas, se optó por dar una solución de compromiso.


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CASO N˚ 1: FISURAS EN MUROS DE MAMPOSTERÍA EN UNA URBANIZACIÓN NUEVA

Antecedentes y Objeto

Las viviendas afectadas se encuentran en la ciudad de Carmen del Paraná, Dpto. de Itapúa, Paraguay, y fueron construidas para la reubicación de personas que serán afectadas por la elevación del embalse de la represa de Yacyretá (Ente binacional argentino-paraguayo). A pocos meses del inicio de la construcción de las obras, se detectó la aparición de algunas fisuras en los muros de casi todas las viviendas en fase de construcción, con algunas de ellas ya terminadas, otras ya techadas y en fase de terminación y otro grupo en fase de techado.

Informaciones obtenidas El representante del grupo de empresas interesadas en el problema entregó una documentación sobre la obra, consistente en algunos planos de plantas arquitectónicas, así como un listado de los tipos de mortero utilizados en la obra , conforme a las especificaciones técnicas. En los planos estaban indicados los muros que habían presentado fisuras. Adicionalmente, los representantes de la fiscalización y de las empresas constructoras proporcionaron informaciones verbales acerca de algunas variables a considerar:

a) Que los muros de elevación fueron construidos con ladrillos procedentes de diferentes lugares (Carmen del Paraná, Cnel. Bogado, Encarnación, Tobatí, Ayolas), y no se han llevado registros de la utilización de los mismos por viviendas ó grupos de viviendas. En algunos casos se pueden diferenciar visualmente los diferentes tipos de ladrillos. Conforme a las manifestaciones vertidas por personal de la fiscalización, los resultados de ensayos a la compresión y absorción llevados a cabo en el INTN sobre muestras de los diferentes tipos de ladrillos arrojaron resultados aceptables para el tipo de obra en cuestión.

b) Que los morteros recomendados en las especificaciones técnicas para el levantamiento de las paredes son el Tipo “D” (1:4:16 ; Cemento tipo 1 ó puzolánico : Cal : Arena lavada), ó el Tipo “F”, 1:7 (cemento de albañilería : arena lavada) [1] . Por motivo de una escasez circunstancial del cemento de albañilería en el mercado nacional, se había reemplazado temporalmente el mismo por un mortero con cemento portland puzolánico1 aditivado con un agente plastificante incorporador de aire de fabricación nacional , dentro del mismo Tipo “F” . En algunas viviendas se han utilizado morteros mixtos del


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Tipo “D”, utilizando CP IV [2] y cal hidratada en polvo (cal en pasta en algunos casos) como aglomerantes.

c) Que durante los trabajos de construcción de las viviendas se realizaban trabajos simultáneos de compactación con maquinaria pesada en las calles adyacentes, dentro del proceso de pavimentación pétrea en ejecución. Una de las hipótesis lanzadas en dicha reunión guardaba relación con la posible influencia de las vibraciones producidas por las máquinas compactadoras en los problemas patológicos observados, ya que , según los responsables de la obra, la vibración era muy perceptible, incluso a decenas de metros de distancia del proceso.

d) En cuanto al suelo de fundación no hemos podido obtener mayores informaciones, ya que no hemos accedido a estudios de suelos. Solamente hemos podido averiguar que las fisuras se presentaban en forma generalizada, y sin respetar las características topográficas, ya que las fisuras aparecieron en viviendas fundadas en zonas altas (sobre terreno natural) como en zonas bajas (sobre suelo rellenado y compactado).

e) Que los trabajos en las viviendas empezaron entre los meses de septiembre, octubre y noviembre de 2004, con intensas y frecuentes lluvias. Conforme a la información obtenida, las fisuras empezaron a detectarse luego de los meses señalados, en el mes de febrero de 2005, y durante el lapso comprendido entre el inicio efectivo de las obras (noviembre) y la aparición de las fisuras el clima estuvo particularmente seco y muy caluroso, con frecuentes vientos procedentes del norte, con apreciable velocidad (no hay datos precisos).

f) Con relación a las intervenciones realizadas por algunas de las empresas, pudieron informarnos que una de las mismas había realizado la reparación de las fisuras en siete viviendas, y al cabo de aproximadamente siete días no habían vuelto a aparecer. Otra de las empresas había realizado las reparaciones en tres viviendas, y al cabo de siete días no se habían percibido de nuevo. Conforme a los datos, las intervenciones básicamente consistieron en la sustitución de los ladrillos fisurados, colocación de varillas de acero (varillas Ø 6 mm según los residentes) como costura en las juntas de mortero y la reparación localizada de los revoques interiores.

g) También hemos obtenido unos detalles del envarillado colocado como encadenado superior en todo el perímetro, consistente en dos hiladas de dos varillas Ø8 mm cada una, además de una hilada con varillas Ø 8 mm bajo las aberturas, y sobrepasando unos 50 cm a cada lado de los vértices inferiores .

Objeto Los objetivos específicos del trabajo incluyen realizar una inspección visual y analizar la situación, relevar datos en el local, emitir un diagnóstico y recomendar la conducta a seguir .


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Levantamiento de datos

Morfología de las fisuras Las fisuras observadas responden básicamente a dos tipos: a) las fisuras horizontales a la altura de la aislación horizontal, desde las esquinas por una longitud variable hacia el centro de los muros, tal como se pueden apreciar en las fotografías 1 y 2 . Estas fisuras son relativamente cortas, y en ningún caso llegan a los puntos medios de las paredes. b) Las fisuras verticales ; se presentan fisuras casi verticales que van desde encima del muro de nivelación hasta el envarillado de altura de dinteles y paralelo a una intersección de pared interna. Algunas de las fisuras, casi imperceptibles, se inician por encima del muro de nivelación y se extienden con una longitud de 1 metro aproximadamente. Otras de las fisuras aparecen debajo de las ventanas. En ningún caso aparecen fisuras en los muros interiores y de contención. Ver las fotografías 3 y 4 . Las figuras 1 y 2 nos muestran esquemas de estas fisuras, en forma idealizada. Las fisuras horizontales se presentan en el mortero de asentamiento sobre la aislación horizontal , mientras que las verticales cortan los ladrillos y los morteros de asiento, en un trazo prácticamente lineal, de abertura constante. En el caso de las fisuras verticales los elementos son afectados en todo su espesor, es decir las mismas son visibles tanto en el exterior como en el interior, sobre todo las que aparecen debajo de las ventanas. No se observan inclinaciones apreciables con respecto a la vertical, descamaciones propias de esfuerzos cortantes ni variaciones de aberturas de un extremo al otro.

Foto N˚ 1 : Fisura horizontal Foto N˚ 2 : Fisura horizontal (detalle)


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Foto N˚ 3 : Fisura vertical Foto N˚ 4 : Fisura vertical

Abertura de las fisuras

La medición del ancho de fisuras fue realizada con un microscopio óptico de bolsillo, marca Micro-mike, de 40x, y con precisión de lectura de 0,1 mm . Las aberturas de fisuras oscilaban entre 0,2 mm a 0,6 mm, con excepción de uno de los casos (Manzana IV – Lote 10) en que se encontró hasta 0,9 mm . Relación con el mortero de asiento de los ladrillos

No se ha encontrado una relación especial con el tipo de cemento y las fisuras, ya que las mismas aparecen con los morteros Tipo “F” con cemento de albañilería y también con cemento puzolánico aditivado con un plastificante, sin mayores diferencias en comportamiento.

Relación con la orientación de las paredes No se ha encontrado una relación entre las fisuras y la orientación de las paredes fisuradas, ya que recorriendo un gran número de viviendas de diferentes grupos ó contratos se encuentran paredes fisuradas orientadas hacia los cuatro puntos cardinales. Mas bien se encuentra cierta relación con la extensión de las paredes.


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Relación con la etapa constructiva de la obra A fin de buscar relacionamiento de la fisuración con la etapa constructiva de la obra hemos inspeccionado viviendas ya casi concluidas y otras que aún no tenían techo. Las fisuras se observan en ambos casos . Dinamismo de las fisuras Un aspecto muy importante del estudio de las fisuras es tratar de determinar si las fisuras son dinámicas o si son estáticas en el tiempo, es decir buscamos definir si las fisuras son “vivas” ó “muertas” . La definición de ese estatus de la anomalía nos permite establecer hipótesis acerca de las causas del problema. Para ello se han colocado testigos de yeso sobre las fisuras y se ha realizado un seguimiento de los mismos. Ver fotografía 5 . La Tabla Nº 1 nos indica las viviendas en las cuales se colocaron , y el seguimiento a lo largo de casi un mes de los testigos . Tabla Nº 1 - Control de dinamismo en fisuras.

Fecha / Lectura (año 2005)

Nº

Testigo

Manzana

Lote

10/03

11/03

12/03

14/03

15/03

16/03

21/03

4/04

6/04

1 I X 1 6 C N N N N N N N N

2 X 6 C N N N N F(* )

3 X 1 2 C N N N N N N N N

4 X 2 3 C N N N N N N N N

5 X I 2 6 C N N N N N F(**)

6 I V 1 0 C N N N N N N N ?

Referencias: C ……. Colocado ; N ……. No fisurado ; F …….. Fisurado

(*) …… Probable causa: trabajos de techado en la vivienda (**) …. Probable causa: trabajo de vibrocompactador en cercanías

Relación con el suelo de cimentación Habiéndose observado que el suelo del sitio de obras es de naturaleza arcillosa, sensible a los cambios de humedad, y que luego de varios meses inusualmente secos se encuentra agrietado en la superficie, hemos intentado obtener algunos datos para tratar de encontrar alguna relación con las fisuras. Una primera aproximación fue la observación en las excavaciones de los pozos para las cámaras sépticas, donde se observa que el agrietamiento del suelo, muy significativo en la superficie, apenas es perceptible hasta unos 30 cm de profundidad. También hemos pedido la realización de trabajos de nivelación en algunas viviendas , para ver si hay diferencias de nivel entre las esquinas de las viviendas y la parte central de las mismas, ya que en caso de suelos sensibles a las variaciones de humedad podrían presentarse asentamientos diferenciales por diferente asoleamiento.


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Foto N˚ 5 : testigo de yeso Foto N˚ 6 : espesores relativos ladrillo / junta

Estas acciones fueron encaminadas debido a la inquietud planteada en la reunión inicial, en la que se había mencionado que en la ciudad de Carmen del Paraná se podían ver varias fisuras en viviendas de diferentes edades. Los números obtenidos en los trabajos de nivelación no son significativos, ya que no encontramos relación entre supuestos asentamientos y las fisuraciones observadas, sobre todo las fisuras horizontales, ya que de hecho las verticales del caso en estudio tienen una morfología que difícilmente pueda relacionarse con problemas de cimentación.

Espesor de las juntas de la mampostería También tiene importancia la relación de volumen entre mortero y ladrillos, lo que tendría significación desde el punto de vista de la variación volumétrica de origen higroscópico (absorción o pérdida de agua) . Al respecto, hemos observado que las juntas pueden ser consideradas normales para lo que se hace en nuestro medio, aunque lo que es común en nuestro medio no es lo deseable técnicamente, ya que el mortero tiene mucho espesor en relación al ladrillo como se puede ver en la fotografía 6 . Diagnóstico Conforme a lo que se pudo observar durante las inspecciones visuales, al estudio de los planos y otros datos proporcionados, al análisis de los resultados de nivelación y seguimiento del estatus dinámico de las fisuras y al estudio de bibliografía específica relacionada al caso se puede diagnosticar lo siguiente: • La causa mas probable de la fisuración de los muros es la Retracción Hidráulica de los morteros utilizados en el asentamiento de los ladrillos. La retracción hidráulica de los morteros produce una disminución de volumen de la masa y cuando existen restricciones a esa deformación se introducen esfuerzos de tracción que pueden fisurar a los elementos de mampostería, toda vez que se sobrepase su resistencia a la tracción, que en el caso de ladrillos comunes y morteros de albañilería son relativamente bajos. Las restricciones serían proporcionadas en este caso por el rozamiento con la


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cimentación en el lado inferior y las armaduras del encadenado superior. Por otra parte, las fisuras se manifiestan en zonas debilitadas , que inducen la aparición de fisuras, como las paredes con aberturas ó los encuentros con muros perpendiculares. Ver figura 3 y fotografía 7. Normalmente existen tres formas de retracción en productos aglomerados con cemento: retracción química, por secado y por carbonatación, que se presentan en el estado endurecido o en proceso de endurecimiento, además de la retracción plástica que como su nombre lo indica se presenta en el estado plástico (primeras horas) .

Foto N˚ 7 : encuentro con pared perpendicular

Los factores que inciden en la magnitud de la retracción hidráulica son varios, pero los principales son la composición química y finura del cemento, la cantidad de cemento, la naturaleza y granulometría de los áridos, la cantidad de agua en la mezcla y las condiciones de curado, siendo de ellos la cantidad de agua en la mezcla expresada como relación A/Ag (agua/aglomerante) y las condiciones de curado (humedad relativa a que la pieza estará expuesta) los principales, es decir causas intrínsecas y extrínsecas.

En ese punto debemos señalar que las condiciones climáticas a las que estuvieron expuestas las viviendas, ya que los meses de diciembre, enero y febrero fueron inusualmente secos y con temperaturas muy elevadas, han sido un factor fundamental en la incidencia de las fisuras observadas. Ello porque a humedad relativa ambiente de 50% en forma constante, la retracción de un mortero alcanza cerca del 50 % de su valor máximo en apenas siete días, y cerca del 90 % en unos 90 días, justamente en la época posterior a la construcción de los muros.

En cuanto a la relación A/C no hay registros, pero considerando que el mortero 1:7 con cemento de albañilería, así como el preparado con cemento puzolánico en la misma proporción con aditivo plastificante, es un mortero relativamente poco trabajable, es posible que se haya incorporado mas agua de lo aconsejable en la mezcla, y mas considerando las temperaturas a que se estaba trabajando.


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Ahora bien, las informaciones nos dicen que también aparecieron fisuras en muros donde utilizaron morteros mixtos (Tipo “D”), sobre todo donde utilizaron cal hidratada en polvo. En realidad habría que estudiar más a fondo el problema, ya que deberíamos conocer las propiedades de la cal utilizada (Retención de agua, Plasticidad, Residuo insoluble) [3], para opinar acerca de la calidad de la misma. En realidad es importante resaltar que una vivienda que no presentó fisuras al momento de la inspección es la que se había construido con cal en pasta en el mortero mixto. Ello nos lleva a opinar que ese material se comportó mejor en las condiciones climáticas adversas que mencionamos antes.

La diferencia de comportamiento entre morteros mixtos y de cemento es que a pesar de sufrir retracciones similares en magnitud (deformación irreversible entre 0,04 a 0,10 %), los morteros de cemento aditivados tienen menor retención de agua, lo que hace que haya pérdida mas rápida del agua de amasado que es absorbida por los ladrillos o el aire circundante, y tienen menor capacidad de acomodar deformaciones y redistribuir tensiones que los morteros mixtos. Eso significa que en caso de utilizar morteros de cemento aditivados hay que extremar precauciones en lo que respecta a la calidad de los aditivos, granulometría de los áridos, mojado previo de los ladrillos, curado, etc., sobre todo en las condiciones ambientales antes citadas.

El estudio de la estaticidad realizado por medio del seguimiento de testigos de yeso en las fisuras nos muestra que prácticamente todas las fisuras son estáticas, lo que es coherente con el hecho de que la retracción es una variación volumétrica prácticamente irreversible, ya que los movimientos posteriores, de origen térmico o higroscópico, solamente podrán alcanzar una fracción de aquellos debidos a retracción. El hecho que dos de los testigos hayan vuelto a fisurarse puede tener relación con los eventos citados en la Tabla Nº 1 (referencias) , ó bien con una continuación del proceso de retracción pero ya muy atenuado, ya que la abertura de fisuras en esos testigos es muy pequeña, casi imperceptible a simple vista.

También debemos considerar que las juntas de un espesor grande en relación a los ladrillos contribuyen al aumento del esfuerzo total de tracción actuante sobre el muro, ya que aumenta la masa susceptible de sufrir retracción hidráulica.

• Por otra parte, se ha mencionado antes que los trabajos de pavimentación pétrea en las inmediaciones producen vibraciones fuertes, y se planteaba como hipótesis la posibilidad de su incidencia en el mecanismo de la falla. Nosotros pensamos que las vibraciones podrían ser causales secundarias, concomitantes con las principales, pero que muy difícilmente podrían haber empezado las fisuras. Esto lo decimos sin mayores datos cuantitativos, porque necesitaríamos medir las oscilaciones a nivel de los cimientos y de los puntos mas altos con un sismógrafo, y comparar con las referencias normalizadas de vibraciones causantes de fisuración en obras similares, pero otros datos cualitativos como la morfología de las fisuras y el hecho de que una pequeña


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lámina de yeso de poco espesor (testigo) no se haya fisurado en casi un mes con trabajos intensos en las cercanías (excepto dos de ellos), nos llevan hacia ese pensamiento.

• No hemos encontrado relacionamiento de la fisuración con las orientaciones de las viviendas ni con el origen de los ladrillos utilizados.

• No hemos encontrado relacionamiento de la fisuración con fallas en la cimentación (asentamientos diferenciales), ya que la morfología de las fisuras nos induce a esta afirmación, pues las fisuras no presentan inclinaciones de la vertical, no hay variaciones de abertura de ellas a lo largo de su trazado, ni se ven descamaciones en el revoque interno fisurado. Tampoco las mediciones de nivelación arrojaron datos coherentes con una hipótesis de falla de cimentación. No obstante, considerando el tipo de suelo y los antecedentes de fisuras visibles en las fachadas de las viviendas de la ciudad de Carmen del Paraná, recomendamos realizar un estudio cuidadoso del comportamiento del tipo de cimentación utilizado en las obras analizadas (cimiento de piedra bruta), haciendo un seguimiento en el tiempo, con el fin de asegurar que en obras futuras la elección del tipo de cimentación sea la correcta. Recomendaciones de actuación Considerando el diagnóstico que se ha expuesto, recomendamos realizar la “costura” de las fisuras, del siguiente modo: sustitución de los ladrillos fisurados, apertura de canales en las juntas para la colocación de varillas de acero (recomendamos Ø42mm) cada cuatro hiladas, en el lado externo como en el interno, intercalando las hiladas entre ambas. En cuanto al mortero para la colocación de las varillas, recomendamos que sea un mortero cementicio 1:3 , sin cal . No llenar la junta hasta el borde, dejar unos 2 cm a llenar con el mortero similar al utilizado en la mampostería que se está reparando, a fin de compatibilizar el color y otras propiedades físicas como la absorción y la elasticidad. Si se van a utilizar las mezclas cementicias con cemento de albañilería ó puzolánico aditivado hay que tener cuidado con la calidad del aditivo (Retención de agua), evitar la pérdida de agua hacia los ladrillos y el medio ambiente y asegurarse que la consistencia del mortero sea apropiada con el mínimo de agua posible en la mezcla.

Conclusiones • Considerando todo lo expuesto, concluimos que la causa principal de las fisuraciones de las paredes de las viviendas en estudio es el efecto de la retracción hidráulica de los elementos de base cementicia (morteros), que induce una disminución de volumen en la masa, la que a su vez es restringida por las condiciones de contorno ( rozamiento con el cimiento , zona armada con varillas), lo que introduce un esfuerzo de tracción cuya magnitud dependerá de la magnitud de la retracción restringida, de las condiciones de borde, y de las propias características elásticas del mortero (módulo de deformación).


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• Causas secundarias podrían ser las vibraciones introducidas por los trabajos de compactación en las cercanías, pero no es posible probar que esas vibraciones podrían haber iniciado los procesos de falla. • No encontramos relación de la aparición de las fisuras con el tipo de suelo o de cimentación de las obras. • Recomendamos reparar los muros con los métodos descritos, y el pronóstico es que las reparaciones solucionarán el problema con un margen de seguridad elevado.

CASO N˚ 2: DESPEGUE DE MOSAICOS GRANÍTICOS ( PISO )

RECONSTITUIDOS EN UN SUPERMERCADO Antecedentes y Objeto La obra está ubicada en la ciudad de Colonia Obligado, Dpto. de Itapúa, Paraguay, a unos 400 km al sureste de la ciudad de Asunción. El problema se presentó durante la construcción, con la detección de sonido a hueco en un piso de granito reconstituido, colocados como mosaicos de 40 cm x 40 cm, específicamente al golpearlo con un bastón de madera. El área de piso afectada era del orden de 3.000 m2. Informaciones obtenidas La documentación obtenida sobre la obra, consistió en algunos planos de plantas arquitectónicas, así como una serie de fotografías del proceso constructivo. Otras informaciones verbales fueron proporcionadas por el proyectista y por el representante técnico por parte del propietario:

a) Que los mosaicos graníticos de 40 cm x 40 cm eran colocados sin mojarlos previamente, en estado seco. Eso fue reclamado en su oportunidad a la Constructora, siempre según los citados previamente .

b) Que los morteros recomendados en las especificaciones técnicas para el asentamiento de los pisos eran de Tipo Mixto (1:2:8 ; Cemento tipo compuesto ó puzolánico : Cal : Arena lavada). Por motivo de una escasez circunstancial de la cal en el mercado nacional, se había reemplazado la dosificación citada por un mortero con cemento portland aditivado con un agente plastificante químico de fabricación nacional, con una dosificación de 1:6 (cemento : arena lavada) .

c) Que el piso de la galería del frente ya se había demolido por completo, y se estaba reponiendo en el momento de nuestra inspección. El mortero de asiento para este caso ya era el mortero mixto, antes citado.

d) En cuanto al suelo de base del piso, la sub-rasante, consiste en suelo arcilloso de la zona, rellenado y compactado.


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e) Que se tiene un primer contrapiso de hormigón de cascotes, de espesor variable, sobre el cual se construyó otro contrapiso de hormigón pobre, con una mezcla de cemento:arena:piedra triturada sexta, con un espesor de 20 a 30 mm, el cual debería recibir la mezcla de asiento de las baldosas, ya citado antes, con un espesor mínimo de 20 mm.

f) Con relación a juntas de control de fisuración y de dilatación, nos informaron que no se estaban realizando hasta la fecha, excepto en la reposición del piso del frente, en el cual ya se estaban aserrando las juntas hasta llegar al contrapiso, quedando pendiente el sellado de las mismas. Objeto Objetivos específicos del trabajo encomendado eran realizar una inspección visual y analizar la situación, relevar datos en el local , emitir un diagnóstico (determinación del origen y las causas de las fisuras) y un pronóstico de la posible evolución de los daños patológicos, además de proponer la conducta a seguir . Levantamiento de Datos Sonido a hueco en el piso

Para la detección de los puntos afectados se ha utilizado un sistema rudimentario, pero no por eso menos eficaz, que consiste en golpear con un pedazo de madera, como un bastón, la superficie del piso de granito reconstituido, y que por medio de la diferencia de sonoridad entre las partes bien adheridas a la base y de aquellas despegadas de la misma, permitieron verificar la extensión del problema. Si bien no se detectaron patrones de distribución del problema en un sector determinado, ha quedado en claro que las fallas patológicas descritas se vieron acentuadas en los sitios mas expuestos a la intemperie, como la galería frontal, y en las cercanías de grandes aberturas vidriadas . También se pudo comprobar que en algunos sectores, en los cuales se habían demolido y cambiado los pisos por problemas de fisuras en los mosaicos, presentaban el mismo síntoma de sonido a hueco en diversas partes del sector. Fisuras en el piso

Se han detectado algunas fisuras en el piso, a nivel de la pastina de unión , como marcando la necesidad de juntas de contracción en la mezcla de asiento. Estas fisuras se manifiestan con mayor intensidad en los sectores cercanos a las aberturas .


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Foto N˚ 1 : Golpes con un bastón Foto N˚ 2 : Cortes con sierra circular

Extracción de mosaicos en algunos sectores afectados

Como procedimiento de extracción de los mosaicos que se percibían huecos se ha utilizado el procedimiento siguiente: • Aserrado de las juntas empastinadas con una sierra circular • En algunos casos, de fácil levantamiento, despegue con una cuchara de albañil para hacer palanca. • En otros casos, con mayor dificultad de extracción, se cortaba el mosaico adyacente y se aplicaba palanca con otra herramienta plana, en el caso un escoplo.

Foto N˚ 3 : Extracción con escoplo Foto N˚ 4 : Extracción con cuchara de albañil

Foto N˚ 5 : Mosaico extraído limpiamente Foto N˚ 6 : Plano de separación mosaico-mortero

En la fotografía 5 se pueden observar algunos elementos interesantes, como que la pastina ha manchado parte de los bordes y sobre todo las esquinas


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inferiores de los mosaicos, indicando penetración de la misma debajo de la baldosa, o lo que es igual, que había un espacio entre baldosa y mortero de asiento por donde penetrar. También se observa una mancha irregular en el centro, que correspondería a la lechada de cemento utilizada como mejorador de adherencia entre mosaico y mortero de asiento. En la fotografía 6 se puede observar el plano de separación entre el mosaico y el mortero de asiento, que en magnitud sería menor o igual a 0,5 mm . En la fotografía 7 se puede observar que en algunos sectores, la baldosa está despegada del mortero, pero éste se encuentra perfectamente adherido al contrapiso de hormigón pobre.

Foto N˚ 7 : Mortero de asiento bien adherido a la base Foto N˚ 8 : Mortero de asiento despegado de la base

En otros sectores en cambio, se ha encontrado que el mortero de asiento también se encuentra despegado de la base. Eso se puede apreciar en la fotografía N˚ 8. El contrapiso de hormigón aparenta estar contaminado con tierra en la interfase con el mortero. En el sector de la galería frontal hemos revisado algunos restos de piso que se habían levantado para reponerlos. En las muestras que se ven en las fotos 9 y 10 se aprecia el espesor elevado del mortero de asiento, de 5 cm y más que en la foto 9 se observa conformado por dos capas aproximadamente iguales, pero en la foto 10 se vé una sola capa de ese espesor.

Foto N˚ 9 : Mortero de asiento de 5 cm en dos capas Foto N˚ 10 : Mortero de asiento de 5 cm en una capa

Extracción de testigos cilíndricos

Con el objeto de estudiar las capas superpuestas y de obtener alguna relación entre elementos adheridos y no adheridos se han realizado extracciones de testigos de forma cilíndrica con Ø100 mm de diámetro en sectores


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caracterizados por ausencia y presencia de sonido a hueco, con resultados que se aprecian en las fotos siguientes.

Foto N˚ 11 : Capas del cilindro extraído Foto N˚ 12: Pasta de cemento en interfase

En las fotos 11 y 12 se aprecian las diferentes capas constituyentes del piso, que son: en la parte superior las baldosas graníticas con un espesor de 25 mm, el mortero de asiento con unos 20 mm y el hormigón pobre de regularización con 30 mm de espesor y por debajo el contrapiso de cascotes. En este caso corresponde a un sector donde el piso no sonaba a hueco, y se nota la interfase continua entre mosaico y mortero (en la marca del N˚ 5 de la regla) . También el mortero está adherido a la base. Cabe resaltar la pre-sencia de pasta de cemento en la interfase mosaico-mortero, en toda la circunferencia , como se aprecia en la foto 12 . También se extrajeron cilindros de sectores con sonido a hueco, y los resultados se pueden apreciar en las fotos siguientes:

Foto N˚ 13 : Extracción en sector despegado Foto N˚ 14 : Mortero despegado del hormigón En la foto 14 se vé que el mortero está totalmente despegado del hormigón pobre de asiento, pero el hormigón está bien adherido al contrapiso de cascotes. Sondeo del suelo de base

Con el único objeto de tratar de identificar las características del suelo base se realizó un sondeo con un equipo conocido como Cono de Penetración. No se insistió mucho con este ensayo porque con las inspecciones iba quedando en claro que el problema patológico está mas relacionado con las capas superiores que con el suelo de base. Por otro lado, el paquete estructural completo del piso tiene un espesor total del orden de 190 mm , lo que


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consideramos mas que suficiente para las condiciones de carga previstas para el piso.

Se realizaron tres lecturas , arrojando los valores de 143,5 kg , 140 kg y 140 kg , para una penetración de 25 mm . Estos resultados nos permiten estimar que el suelo de base tiene una resistencia a la compresión simple del orden de 2,5 kg/cm2, suficiente para el caso en estudio. Diagnóstico Conforme a lo que se pudo observar durante las inspecciones visuales, al análisis de los resultados de las prospecciones y al estudio de bibliografía específica [4] relacionada al caso se puede diagnosticar lo siguiente:

• Las causas mas probables del despegue de los mosaicos graníticos de la mezcla de asiento son la falta de adherencia inicial entre los mismos y la falta de retención de agua del mortero. Esto se debe a varios factores, como la falta de pegajosidad del mortero (un mortero 1:6 cemento:arena, no tiene la suficiente cantidad de aglomerante para asegurar el anclaje entre las superficies en contacto por medio de la formación de cristales, fundamentalmente etringita , ni la capacidad de “mojar” la superficie del sustrato) , la falta de extensión de la lechada de cemento en toda el área de contacto (ya que este material ha demostrado suplir la carencia antes señalada, como se encontró en los testigos extraídos) y la falta de retención de agua del mortero mencionado (importante sobre todo cuando la base no se satura de agua desde el día anterior ó los mosaicos se colocan secos) . • Otra causa que ha colaborado con el despegue posterior es la retracción hidráulica. La retracción hidráulica de los morteros produce una disminución de volumen de la masa y cuando existen restricciones a esa deformación se introducen esfuerzos de tracción que pueden fisurar los elementos del piso, toda vez que se sobrepase su resistencia a la tracción . En otros casos, cuando no hay buena adherencia, lo que hacen es producir el despegue de los mosaicos por efecto de los esfuerzos rasantes introducidos. Las restricciones serían proporcionadas en este caso por el rozamiento con el hormigón pobre en el lado inferior y con los mosaicos en la parte superior. Eso explicaría que en algunos casos el mortero se despega del mosaico y en otros el mortero se despega de la base de hormigón pobre, dependiendo de en cual interfase haya mejor o peor adherencia. • También debemos considerar que los morteros de gran espesor, como los encontrados en los restos de piso de la galería frontal (hasta 50 mm) contribuyen al aumento del esfuerzo total de tracción actuante sobre el elemento, ya que aumenta la masa susceptible de retracción hidráulica. Esto explicaría, aparte de que está expuesto a la intemperie, los mayores problemas detectados en ese sector. Las juntas de contracción aserradas ayudan a


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controlar el problema, pues limitan la magnitud de los esfuerzos rasantes y establecen planos de fisuración bien definidos, además de permitir dilataciones de origen térmico. • No hemos encontrado relacionamiento de los huecos en el piso granítico con la calidad de los mosaicos ni con la estructura de base del piso, que aparece bastante robusta para las cargas previstas en el local.

• Lo que sí podría tener relación con los huecos sería que la colocación del piso fuera imperfecta, como la presencia de huecos o sopladuras en el mortero de asiento, sobre todo en los bordes y esquinas de los mosaicos. En los puntos que hemos revisado en la obra no hemos detectado este problema, pero en las fotos y los videos que nos han proporcionado sobre inspecciones previas sí se pudo observar esta situación. Pronóstico

• Conforme a lo apuntado anteriormente, opinamos que los despegues son prácticamente irreversibles, y que su abertura no variaría mucho en adelante por variaciones de origen térmico ó higroscópico. Ello porque la retracción hidráulica de los morteros, independientemente de la dosificación, prácticamente se completa en mas del 90% a los 90 días. Tal vez en lugares mas expuestos al sol ó a cambios bruscos de temperatura se podrían tener problemas, pero en la galería frontal, donde se da esa situación, se han tomado las precauciones recomendadas en la reposición del piso, a fin de controlar esos problemas .

• Desde el punto de vista de la durabilidad del piso, se puede esperar que los esfuerzos normales en sectores de tránsito peatonal a que será sometido durante su vida útil no producirían mayores aumentos de la problemática.

• Lo que sí podría ocurrir es que si el tránsito mas pesado de carritos ó el eventual golpe producido por equipos pesados produce la fisuración de la pastina entre los mosaicos, estas fisuras sean una situación propicia para otros casos patológicos por la penetración de agua a través de ellas, ya que la posterior evaporación del agua arrastraría elementos disueltos del mortero de asiento (como el hidróxido cálcico ó portlandita) que al reaccionar con el anhídrido carbónico del aire formaría las típicas manchas blanquecinas ó eflorescencias en las juntas. La penetración de agua en esas fisuras no produciría otros efectos de despegue, a no ser que sean aguas agresivas (como las ácidas y otras con sales que producen intercambio iónico, como las que se encuentran en los abonos y el amoníaco), ya que el mortero de asiento y los mosaicos son a base de un aglomerante hidráulico (cemento portland) y por tanto no son afectados negativamente por el agua normal.

Recomendaciones de actuación Considerando el diagnóstico y el pronóstico que se han expuesto, además de la abertura de separación entre los mosaicos y el mortero de asiento ( 0,5


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mm), NO encontramos factible la realización de inyecciones de cemento en el plano de separación para reponer la monoliticidad. Eso es así porque el espesor es muy pequeño para rellenar por gravedad, y el relleno a presión es muy penoso y demorado, además de que la presión que se puede aplicar es muy baja, ya que de otra manera produciría el levantamiento del piso. Al ser muy baja la presión admisible, no hay garantías de que se rellene totalmente el plano de separación. La única solución para eliminar totalmente el inconveniente de los huecos bajo los mosaicos es la reposición del piso en los puntos afectados, tomando todas las precauciones del caso. Incluso se podría recuperar gran parte de los mosaicos, pues se ha probado que se despegan limpiamente, al menos en la mayoría de los casos. Si por problemas de falta de existencia de cal en el mercado se van a utilizar las mezclas cementicias con cemento de albañilería ó compuesto ó puzolánico aditivados hay que tener cuidado con la calidad del aditivo, hay que evitar la pérdida de agua hacia los sustratos y el medio ambiente, asegurarse que la trabajabilidad sea apropiada con el mínimo de agua posible en la mezcla, y utilizar una lechada cementicia en la interfase.

Conclusiones

• Considerando todo lo expuesto, concluimos que la causa principal de los despegues de los mosaicos graníticos del mortero de asiento son las características del mortero cementicio utilizado para el caso. Paralelamente, esas características desfavorables podrían haber sido minimizadas por una ejecución mas cuidadosa que lo normal, en cuanto al mojado de las superficies y la utilización generosa de una lechada de cemento en la interfase, lo que no ocurrió, al menos esto último.

• Causa secundaria encontramos en la retracción hidráulica de los morteros de asiento, sobre todo cuando se han utilizado espesores superiores a lo recomendado por la experiencia y la bibliografía, que indican 30 mm como máximo. Una medida que hubiera atenuado el efecto de la retracción hidráulica era el corte oportuno de las juntas de control .

• No encontramos relación de la aparición de las fallas con el tipo de suelo o con la configuración de la estructura de base del piso.

• En algunos puntos de revisión hemos encontrado despegues del mortero de asiento con relación al contrapiso de hormigón pobre. Esto habría ocurrido por problemas en la preparación de la superficie del contrapiso, ya sea por falta de limpieza y escarificación, ó por falta de un mojado previo adecuado.

AGRADECIMIENTOS: a los Ingenieros Gustavo Melgarejo y José María de Paula Gomes M. por su valiosa colaboración en los trabajos de campo.


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REFERENCIAS

[1] EETT del pliego de la obra .

[2] Norma Paraguaya NP Nº 17 044 80

[3] Téchne Nº 5 (Pini, Brasil, julio/agosto 1993)

[4] H. Carasek in : Materiais de Construçao Civil e Principios de Ciencia e Engenharia de Materiais - Cap. 26 : Argamassas , Vol II (Ibracon , Brasil 2007) .

Estudio de dos casos paradigmáticos de fallas en ... 1/CINPAR 061.pdf · Las viviendas afectadas...

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