FISURACIÓN EN ELEMENTOS DE

CONCRETO ARMADO

DURABILIDAD DEL CONCRETO

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Ataque por sulfatos

Corrosión del acero de refuerzo.

Ciclos de congelación y deshielo.

Reacción álcali – agregado.

Intemperismo, abrasión.

Ataque por sustancias ácidas

ATAQUE POR SULFATOS¿CÓMO SE GENERAN LOS SULFATOS EN EL CONCRETO?SULFATO CAL HIDRATADA = SULFATO DE CALCIO YESOALUMINATO CÁLCICO HIDRATADO = ETRINGITA

Depósitos blancos de etringita en un vacío. Ancho del campo 64 µm

PROBLEMAS CAUSANTES

• Incremento en el volumen sólido originando expansión y agrietamiento del concreto

• La formación del yeso puede llevar al ablandamiento y pérdida de resistencia del concreto

• Cuando la evaporación tiene lugar en una cara expuesta

SOLUCIÓN

• Cemento Portland resistente a los sulfatos.

Tipo II Tipo V

CORROSIÓN DEL ACERO DE REFUERZO

PRODUCEN UN IMPACTO SOCIAL Y ECONÓMICO

Corrosión electrolítica del refuerzo en concreto expuesto a cloruros y humedad 

Herrumbre en la barra de refuerzo ocupa más volumen que el acero

CICLOS DE CONGELACIÓN Y DESHIELO

REACCIÓN ÁLCALI – AGREGADO

RESISTENCIA A LA ABRASIÓN.

 ATAQUE DE SUSTANCIAS ACIDAS

RAZONES PARA CONTROLAR EL ANCHO DE LAS FISURAS

a) APARIENCIA:

En superficies limpias y poco rugosas, se ha establecido que grietas que

> 0.25 a 0.35 mm

son visibles y pueden conducir a preocupación por parte del público usuario.

La apariencia de una grieta se puede considerar no perjudicial va a depender

de :

longitud

Altura

Iluminación

Textura superfic

ial

Posición

El ancho máximo de grieta que no daña la apariencia de una estructura

esta dentro del intervalo :

0.010 a 0.015 plg ( 0.25 a 0.38mm )

b) CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS

El control de la corrosión se obtiene usando hormigón de mejor calidad y aumentando el espesor del recubrimiento de hormigón

Grietas de corrosión en una viga (sección transversal)

Grietas de corrosión en una columna (elevación y sección transversal)

Ambiente húmedo y agresivo

La carbonatación avanza en dirección del acero

La corrosión comienza.se produce la

fisuracion

Fase final. oxidación y fragmentación y

manchas de oxido

Grietas de corrosión

IMPORTANTE : el control de la corrosión se

obtiene usando concreto de mejor calidad y aumentando el espesor del recubrimiento del concreto .

c) IMPERMEABILIDAD

Esta razón es de suma importancia cuando se trata de estructuras Destinadas a contener o retener líquidos.

Concreto impermeable es un elemento de concreto en el que una de sus caras esta en contacto con un liquido (agua) mientras que la cara opuesta permanece seca.

PRINCIPALES FACTORES QUE AFECTAN EL ANCHO DE LAS Fisuras

A continuación se señalan algunas delas variables que tiene mayor influenciaen el agrietamiento por flexión de loselementos de concreto armado.

a)El uso de refuerzo liso o corrugado que influye fuertemente en la adherencia entre el acero y el concreto.

El ancho de grieta Sera

> Con refuerzo

liso

Los esfuerzos de adherencia se le asigna al esfuerzo cortante entre la cara de la varilla y el concreto.

Las varillas corrugadas tienen una capacidad grande de adherencia debido a la trabazón que existe entre las costillas y el concreto que las rodea.

Diferencias en adherenciaentre las varillas lisas y corrugas

b) El espesor del recubrimiento

Puntos a tener en cuenta:

A > espesor de recubrimiento tenemos :

> Ancho de la grieta

Una mala practica de diseño es la

intentar reducir el ancho de grietas ,disminuyendo el espesor

del recubrimient

o

El espesor del

recubrimiento debe ser compatible

con las condiciones ambientales

Consideraciones

c) el esfuerzo en el acero de tracción por flexión.

Las grietas de tensión inicial se forman cuando se excede la resistencia tensión del concreto en las secciones débiles

Generación de grietas :

•grietas iníciales > cargas mayores : se forman grietas adicionales.•Si a >= 2 a min se puede formar una nueva grieta.•Espaciamiento entre grietas varían de 0.67 a 1.33

Tal vez esta es la variable más

Importante porque :

a mayor esfuerzo en el acero de tracción por flexión (bajo cargas de servicio) decimos que :

> será el ancho de las grietas.

d) la distribución del acero de refuerzo en la zona de tracción

Es mejor utilizar varias barras de menor diámetro que con poco espaciamiento que pocas de gran diámetro muy espaciadas.

distribución de la armadura de tracción en las alas de las vigas t

Si el ancho efectivo del ala es mayor que 1/10 de laluz, se debe disponer alguna armadura longitudinal adicional en las zonas externas del ala,

Limitación del Ancho

de las Fisuras

No existe un acuerdo o reglas relativas al ancho máximo de grietas aceptables en un

elemento estructural.Algunos investigadores y código del orden :

De 0.1 a 0.2 mm

•Para estructuras expuestas a ambientes agresivos

De 0.2 a 0.4 mm

•Para ambientes normales

Tabla 6-1 Ancho máximo de grietasINVESTIGADOR O REGLAMENTO

CONDICIONES DE EXPOSICIÓN

ANCHOS MÁXIMOS PERMISIBLES,MM

Brice

Severa AgresivaNormal

0.100.200.30

Rusch

Agresiva (agua salada) Normal

0.200.12 - 0.30

Efsen

Severa o agresiva Normal (exterior) Normal (interior)

0.05 - 0.150.15 - 0.250.25 - 0.35

Reglamento ACI 318 - 89 Exterior

Interior 0.330.40

CEB (Comité Euro internacional Del concreto)

Interior (ambiente normal) Interior (ambiente medianamenteAgresivo)ExteriorMuy agresivo o cuando se requiereimpermeabilidad

0.300.200.200.10

CFE (Manual de Diseño de Obras Civiles, Comisión Federal De Electricidad - México)

Interior Agresivo Agresivo cuando se requiereimpermeabilidad Cargas accidentales

0.300.200.100.40

Comité ACI 224

Aire seco o membrana protectora Aire húmedo, contacto con el suelo Productos químicos descongelantes Agua de mar, mojado y secado alternado Estructuras para almacenamiento de agua

0.400.300.180.150.10

Importancia del

Agrietamiento y Tipos de Fisuras

Importancia del Agrietamiento

Baja resistencia a tracción.

Esfuerzos de tracción

ocasionados por las cargas externas

Agentes de carácter no estructural.

Tipos de fisurasGrietas de por esfuerzo de tracción directa

Grietas de por esfuerzo de tracción por flexión

Grietas de flexión – cortante y de cortante en el alma

Grietas por Torsión

Grietas por Adherencia entre el concreto y el acero

Grietas por asentamiento plástico del concreto fresco

Grietas por calor de hidratación

Grietas por retracción plástica del concreto

Grietas por deformaciones impuestas

Grietas debido a instalaciones de tuberias

Grietas por esfuerzos de tracción directa

Elemento delgado Elemento grueso

Grietas por esfuerzos de tracción por flexión

peralte normal mucho peralte

Debido a la baja resistencia del concreto, los elementos de este material son propensas a agrietarse

Grietas de flexión – cortante y de cortante en el alma

Fisuras de flexión - cortante Fisuras de cortante en el alma

Grietas de torsión

sin fisura o fisura casi vertical

fisura inclinada

Grietas de adherencia entre el concreto y el acerogrietas de adherencia

 Grietas por corrosión en el acero

Grietas de corrosión en una viga (sección transversal)

Grietas de corrosión en una columna (elevación y sección transversal)

Grietas por asentamiento plástico del concreto fresco

 Grietas por asentamiento plástico del concreto fresco.

Grietas por calor de hidratación

Fisuración de un muro por contracción térmica inicial

Para losas planas el mejor método de curado, y el mas económico es inundar la losa uno o dos centímetros con agua; para lograr tal fin, se debe colocar por todo el perímetro de la misma, barro, o arena que sirve de contención del liquido.

Grietas por retracción plástica del concreto.

Las fisuras de retracción plástica se producen a causa de una rápida pérdida de agua de mezclado cuando el hormigón está en estado plástico.

Fisuración en mapa en muros y losas.

Fisuración en “mapa” en un muro o losa

Grietas por deformaciones impuestas

Fisuración en vigas por asentamiento de una columna interior de un pórtico 

• Todo tubo que quede embebido en el concreto debe tener un mínimo de recubrimiento. Cuando queda con un recubrimiento menor a tres centímetros, se puede generar una micro fisura en el muro que se viene a notar cuando ya las viviendas son entregadas a los propietarios y generan postventas y por ende sobrecostos.

Vista posterior del muro Vista frontal del muro

1.20 mts

1.20 mts

Grietas debido a instalaciones de tuberias

Disposiciones Reglamentarias para Elementos en Flexión

Bajo cargas de servicio el patrón final de agrietamiento

El ancho de las grietas, su espaciamiento, su 

distribución ó patrón, la variación de los esfuerzos en el acero (εs) y en el concreto (εc) entre las 

zonas agrietadas, son muy difíciles de establecer. 

Exposición exterior ω max = 0.013” ≈ 0.34 mm

Exposición interior ω max = 0.016” ≈ 0.40 mm

Nuestra norma, :basada en el ACI, limita indirectamente el ancho de grietas (ω) a los 

siguientes valores

Norma Peruana

La fórmula del ACI, hasta su versión del año

95, está basada en la Fórmula empírica de

Gergely – Lutz

ω = 1.1 β fs (dc A)(1/3) × 10−5 (en mm)

Debido a la dispersión en los resultados, el ACI (hasta su versión del 95) y la Norma Peruana no controlan directamente el ancho de las grietas. Lo que hacen es un control indirecto mediante el cálculo del parámetro “Z” 

definido por la ecuación 6-4.

Z = fs 3 dc A kg/cm (6 - 4)

El refuerzo en la zona de tracción por flexión debe distribuirse de tal modo 

que:

Z ≤ 31,000 kg/cm para elementos con exposición interior (ω =0.016”).

Z ≤ 26,000 kg/cm para elementos con exposición exterior (ω =0.013”).

• En la fórmula 6-4, fs es el esfuerzo en el acero de tracción al nivel de cargas de servicio y la Norma permite que se suponga igual a 0.6 fy sin embargo, para evaluar fs es mejor utilizar la expresión 6-5 o la ecuación 6-6 que es una simplificación de la anterior proveniente de asumir que el brazo de palanca interno se puede estimar como 0.9 d.

Fs = As jd M servicio Fs = As jd AS 0.9d

ACI

Sigue basándose

en las investigacio

nes de Gergely

Lutz.

El parámetro “Z” no

es calculado

Ancho de grietas es muy variable.

Ya no hay distinción entre exposición exterior o interior.

Fijan indirectamente un ancho de grietas máximo de 0.4mm en contraste con E060 que

fija 0.34mm .

Controlan el espaciamiento máximo del refuerzo “S”

Expresiones para determinar máximo espaciamientos: (cm)

 (cm)•  , esfuerzo de acero en tracción bajo cargas de servicio. • Cc es el recubrimiento libre .