PATOLOGIA HORMIGON-02

01PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Javier Estévez Cimadevila

RECUPERACIÓNRECUPERACIÓNPATOLOGÍA YPATOLOGÍA Y

dedeRECUPERACIÓNRECUPERACIÓN

ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNESTRUCTURAS DE HORMIGÓNdede

Máster en Rehabilitación arquitectónicaJAVIER ESTEVEZ

1

JAVIER ESTEVEZcatedrático de estructuras

CONTENIDOSCONTENIDOS

PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNJavier Estévez Cimadevila

INTRODUCCIÓN

Conceptos generales

Datos estadísticos de patología en estructuras de hormigón

L i ió t t d h i óLa inspección en estructuras de hormigón

SINTOMATOLOGÍA PATOLÓGICAMecanismos de daño y fisuración.

Fisuración no estructural.

Fisuración por corrosión de armaduras.p

Fisuración estructural.

PATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓNPATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Patología generada por errores en fase de proyecto.

Patología generada por problemas del suelo.

Patología vinculada a estados límites de servicio.

Patología generada por acciones accidentales y extraordinarias

Patología generada por errores durante la ejecución

2

Patología generada por errores durante la ejecución

Patología producida en la fase de utilización.

CONTENIDOSCONTENIDOS


REPARACIÓN Y REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Reparación de la superficie del hormigón. Reparación de fisuras.

Evaluación resistente y toma de decisión.

Refuerzo de vigas: recrecidos de hormigón, chapas de acero, fibra de carbono, atirantados postesados.

Refuerzo de forjados: recrecidos de hormigón, chapas de acero, fibra de carbono, atirantados postesados.

Refuerzo de pilares: encamisados de hormigón, angulares y pletinas, fibra de carbono.Refuerzo de pilares: encamisados de hormigón, angulares y pletinas, fibra de carbono.

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BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA


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Calavera Ruíz JoséCalavera Ruíz, JoséCÁLCULO, CONSTRUCCIÓN, PATOLOGÍA Y REHABILITACIÓN DE FORJADOS DE EDIFICACIÓNIntemac. Madrid 2002

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Calavera Ruíz, José y otrosCURSO DE REHABILITACIÓN. Tomo 5 LA ESTRUCTURAColegio Oficial de Arquitectos de Madrid. Madrid 1985

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4

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Monjó Carrió Juan y otrosMonjó Carrió, Juan y otrosTRATADO DE REHABILITACIÓN.Tomo 4. PATOLOGÍA Y TÉCNICAS DE INTERVENCIÓN. ELEMENTOS ESTRUCTURALESEditorial Munilla-Leiría. Madrid 1998

Muñoz Hidalgo, ManuelCONCEPTOS Y PATOLOGÍA EN LA EDIFICACIÓNSevilla 1998Sevilla 1998

Muñoz Hidalgo, ManuelDIAGNOSIS Y CAUSAS EN PATOLOGÍA ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓNSevilla 1994

Muñoz Hidalgo, ManuelPREVENCIÓN Y SOLUCIONES EN PATOLOGÍA ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓNPREVENCIÓN Y SOLUCIONES EN PATOLOGÍA ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓNSevilla 1991

5



Río Bueno, Alfonso del PATOLOGÍA, REPARACIÓN Y REFUERZODE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO DE EDIFICAC IÓN

Serrano Alcudia FranciscoSerrano Alcudia, FranciscoPATOLOGÍA DE LA EDIFICACIÓN. EL LENGUAJE DE LAS GRIETASFundación Escuela de la Edificación. Madrid 1998

6


INTRODUCCIÓN7

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN


Las ideas sobre calidad, tal y como las entendemos actualmente, han sido objeto de atención especialy jen los últimos 100 años. Sin embargo, la idea de responsabilidad sobre el trabajo realizado es muyantigua.

CÓDIGO DE HAMMURABÍ

Si un constructor hace una casa para un hombre y no lah fi l l t d l d ñ d lhace firme y su colapso causa la muerte del dueño de lacasa, el constructor deberá morir.

Si l t d l hij d l d ñ d l l hijSi causa la muerte del hijo del dueño de la casa, el hijodel constructor deberá morir.

Si l t d l d l i t i d lSi causa la muerte de un esclavo del propietario de lacasa, el constructor deberá dar al propietario un esclavode igual valor.

Si la propiedad fuese destruida, el deberá restaurar lo quefue destruido por su propia cuenta.

8

Si un constructor hace una casa para un hombre y no lahace de acuerdo con las especificaciones y una pared secae, el constructor reconstruirá la pared por su cuenta.

NORMATIVANORMATIVA


Ninguna normativa existente cubre los problemas de patología estructural. Ello es consecuencia de que todavía no existe una estructura científica lo suficientemente desarrollada para su normalización.

Las normativas vigentes están pensadas para los edificios de nueva construcción; por tanto, los criterios y procedimientos recogidos no son extrapolables en la mayor parte de los casos para lacriterios y procedimientos recogidos no son extrapolables, en la mayor parte de los casos, para la resolución de los problemas de patología.

La ausencia de normativa supone un significativo incremento en la asunción de responsabilidades por parte de los técnicos intervinientes.

CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

DB SE. Seguridad estructuralAnejo D. Evaluación estructural de edificios existentes

9

Se trata de un Anejo con muy escasos contenidos (en total 6 pag.) en el que lo único que plantea son cuestiones generalistas. La total falta de concrección y su ambigüedad lo convierten en un documento prácticamente inútil.

NORMATIVANORMATIVA


10

NORMATIVANORMATIVA


11

CONCEPTOS GENERALESCONCEPTOS GENERALES


TERMINOLOGÍA

FALLOPérdida de la capacidad de un elemento estructural para desempeñar la función requerida.Ej.: el fallo por cortante del extremo de una viga.

Sit ió l t d d l lí it d t l i d l i d dDEFECTO

Situación que se plantea cuando se exceden los límites de tolerancia de alguna propiedadde la estructura.Ej.: el incumplimiento de los límites de flecha o una inadecuada durabilidad.

PATOLOGÍA DE Tratamiento sistemático de los defectos existentes en las estructuras sus causasPATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS

Tratamiento sistemático de los defectos existentes en las estructuras, sus causas,consecuencias y medios de solución.

Í

Conjunto de manifestaciones, fenómenos o indicios que se presentan en una estructural t i di ti d f ll d f t t t id dSINTOMATOLOGÍA

DE UN PROCESO PATOLÓGICO

como elementos indicativos de un fallo que puede afectar tanto a su seguridad como a sudurabilidad, aspecto o utilidad.El eficaz análisis del estado de fisuración de una estructura o un elemento ayuda aentender el estado tensional y los movimientos que ha sufrido una estructura y, por tanto, adiagnosticar las causas que han originado el fallodiagnosticar las causas que han originado el fallo.

REPARACIÓNREHABILITACIÓN

Consiste en devolver a una estructura o a un elemento estructural dañados la capacidadque tenían, previamente a la producción del daño, para cumplir su función (tanto resistente

i l d di i d )REHABILITACIÓN CONSOLIDACIÓN RECUPERACIÓN

como vinculada a sus condiciones de uso).El término de reparación suele utilizarse frecuentemente vinculado a problemas de tiporesistente, en tanto a los demás términos suele darse una interpretación más amplia.

Incremento de la capacidad de una estructura o un elemento estructural que no tiene

12

REFUERZO

Incremento de la capacidad de una estructura o un elemento estructural, que no tieneporque estar dañado, para cumplir su función hasta niveles más altos de dicha capacidad.Ej.: refuerzo para mejorar la resistencia a flexión de una viga para soportar incrementos decarga, o refuerzo para reducir su deformación, aún cuando no haya incremento de carga.

DATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍADATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍA


ESTADÍSTICA DE FALLOS EN EL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN. Bureau Securitas

PROYECTO A 43%

EJECUCIÓN B 28%

MATERIALES C 14%MATERIALES C 14%

USO D 10%

VARIOS E 5%

DATOS MEDIOS ESPAÑOLES DATOS MEDIOS EUROPEOS

DATOS CORRESPONDIENTES A LA TESIS DE J.A. VIEITEZ CHAMOSA (1984)

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DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS SEGÚN EL TIPO DE ELEMENTOS ESTRUCTURAL (GEHO 1992)

DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS SEGÚN LA EDAD DE LA CONSTUCCIÓN (GEHO 1992)ELEMENTOS ESTRUCTURAL. (GEHO 1992) CONSTUCCIÓN (GEHO 1992)

DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS DEBIDOS AL PROYECTO. Bureau Securitas

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16

INSPECCIÓNINSPECCIÓN


EQUIPO BÁSICO DE INSPECCIÓN

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REPRESENTACIÓN DE FISURAS

La correcta representación de las fisuras en los planos de planta del edificio constituye un eficazprocedimiento para ayudar a entender el posible origen de la patología.

h1-h2Nº a

Fisura de trazado sensiblemente rectilíneo

h1-h2

1 2

Nº a

Fisura de trazado irregular

1-h2

1 2

Nº a h

Fisura de trazado curvo

Nº nº de fotografía en la que se recoge la fisuraángulo que forma la fisura con la horizontal

h1-h2

aángulo que forma la fisura con la horizontalancho de fisura en mmalturas sobre el suelo a las que se inicia y termina la fisura

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,5-2

,4

,5-2

,4

0-2

13 90 2 0-3,6

3

1245

3

1145

2

1045

5 0, 0,

945

40,

5-3

5 0 5 0-3,6

6 2 3-3 7 4 3-3 8 0 3 3,6-3,600

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Í Ó27

SINTOMATOLOGÍA PATOLÓGICA


MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN28

MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓNMECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN



FISURACIÓNRotura en la masa de hormigón que se manifiesta exteriormente con un desarrollo lineal.

La fisuración se produce siempre que la tensión, generalmente de tracción, a la que se encuentrasometido el material sobrepasa su resistencia últimasometido el material sobrepasa su resistencia última.

CONTROLDE LAFISURACIÓN

Las fisuras constituyen frecuentemente un síntoma patológico

Incrementan el riesgo de corrosión de armaduras

Efecto estético Las personas son capaces de distinguir fisuras cuyo h dé i d ilí t i l iFISURACIÓN Efecto estético

Riesgo psicológicoancho en décimas de milímetro es igual o superior a la distancia del observador a la fisura en metros

TAMAÑOMicrofisuras e < 0,05 mm En general carecen de importancia

TAMAÑODE LASFISURAS

Fisuras 0,1 < e < 0,2 mmEn general son poco peligrosas, salvo en ambientes agresivos en los que pueden favorecer la corrosión.

Macrofisuras e > 0,2 mmSon las fisuraciones que pueden tener repercusionesestructurales de importancia

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FISURÓMETROS

CUENTAHILOS

Herramientas que permiten medir el grueso de una fisura.

CUENTAHILOS

Instrumento que tiene una o dos lentes de aumento y una escala graduada impresa en un cristal.escala graduada impresa en un cristal.

Permite medir el grueso de la fisura con una precisión de hasta 0,1 mm.

Para medir se debe superponer el cuentahílos en la fisura.

FISURÓMETRO DE REGLETA

Formado por dos piezas las cuales se fijan de formaFormado por dos piezas las cuales se fijan de forma permanente en cada lado de la fisura.

Lleva incorporada una escala graduada que permite hacer un seguimiento de la evolución de la grieta.

L ibilid d d h t 0 5La sensibilidad es de hasta 0,5 mm.

30



DEFORMÓMETRO

Instrumento constituido por una pieza metálica

EXTENSÍMETRO ELÉCTRICO

Está constituido por un captador eléctrico de d l i l í lé iextensible con un comparador en la parte

central que capta las variaciones de longitud.Se deben fijar dos tetones, uno a cada lado de

la fisura y colocar los extremos del

desplazamientos, el extensímetro eléctrico, que se coloca a un lado de la fisura, un elemento de referencia situado al otro lado, y un sistema de adquisición de datos.la fisura, y colocar los extremos del

deformómetro sobre ellos.

Este aparato tiene mucha más precisión que

adquisición de datos.Su funcionamiento se basa en la captación de un potencial eléctrico generado por el extensímetro al producirse el movimiento en la fisura.P it li ió ilos anteriores, hasta 0,001 mm. Permite realizar una programación previa.

31



Fisuración por causas Asiento plástico, retracción plástica, contraccíóntérmica inicial retracción hidráulica afogarado

CAUSAS

pintrínsecas del propio material

térmica inicial, retracción hidráulica, afogarado,corrosión de armaduras

Fisuración debida a accionesexteriores

Solicitaciones excesivas, deformaciones impuestas

ESTADOFisuras vivas

Cuando continúan en movimiento, abriéndose ocerrándose

Fisuras muertas Si están ya estabilizadas.

NO ESTRUCTURALES

Son las producidas en el hormigón, bien durante suestado plástico, bien después de su endurecimiento,pero generadas por causas intrínsecas, es decir,debidas al comportamiento de sus materiales

tit t ( i t lá ti t ió lá ti

CLASIFICACIÓN

constituyentes (asiento plástico, retracción plástica,contracción térmica inicial, retracción hidráulica,afogarado…)

ESTRUCTURALES

Son las debidas al alargamiento de las armaduras o alas excesivas tensiones de tracción o compresiónproducidas en el hormigón por los esfuerzos derivadosde la aplicación de las acciones exteriores o de

32

de la aplicación de las acciones exteriores o dedeformaciones impuestas



ANTES Asentamiento plásticoANTESDELENDURECIMIENTOESTADO PLÁSTICO

PLÁSTICASp

Retracción plástica

MOVIMIENTOS Movimientos del encofrado

FÍSICASRetracción hidráulica

Afogarado

TIPOSQUÍMICAS

Corrosión del acero

Reacción árido-álcalisTIPOSDEFISURAS DESPUÉS

DEL

Carbonatación del hormigón

Coacción térmica interna

ENDURECIMIENTOESTADO ENDURECIDO

HIGROTÉRMICAS Variaciones estacionales de temperatura

Ciclos hielo-deshielo

ESTRUCTURALES

Por cargas directasTracción simple y compuesta, compresión simple y compuesta, esfuerzo cortante y rasante, torsión, punzonamiento, anclaje y solapo, pandeo

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Por deformaciones impuestasFluencia, variaciones térmicas e higrométricas, pretensado, asientos del terreno



TIPOS DE FISURAS

A, B, CASENTAMIENTO PLÁSTICO

RETRACCIÓND, E, F

RETRACCIÓN TÉRMICA

G, HCONTRACCIÓN TÉRMICA TEMPRANATEMPRANA

IRETRACCIÓN DE SECADO A LARGO PLAZO

J, K AFOGARADO

L, MCORROSIÓN DE ARMADURAS

NREACIÓN ÁRIDO-ALCALIS

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EDAD DE APARICIÓN DE FISURAS

35


FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL36

FISURACIÓN NO ESTRUCTURALFISURACIÓN NO ESTRUCTURAL



FISURAS POR ASENTAMIENTO PLÁSTICO

SON LAS PRODUCIDAS POR EL ASENTAMIENTO DEL HORMIGÓN CUANDO SE PRODUCE LA EXUDACIÓN

Se producen en las 3 primeras horas

La probabilidad de fisuración por asiento aumenta en áhormigones plásticos y blandos siendo menor cuando se

emplean mezclas secas

Si el asiento no está coartado no produce daños

Son fisuras amplias (0,15 a 0,30mm) de poca profundidad y escasa trascendencia

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OL

ÁS

TIC

OE

NT

O P

LP

OR

AS

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CIÓ

N P

FIS

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A

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OL

ÁS

TIC

OE

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OR

AS

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N P

FIS

UR

A

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OL

ÁS

TIC

OE

NT

O P

LP

OR

AS

IA

CIÓ

N P

FIS

UR

A

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CASO TÍPICO CORRESPONDIENTE AL HORMIGONADO CONJUNTO EN ENCOFRADOS

O

CASO TÍPICO CORRESPONDIENTE AL HORMIGONADO CONJUNTO EN ENCOFRADOS DE DIFERENTE PROFUNDIDAD

Conviene disponer armaduras de esquina para coser las eventuales fisuras.

LÁ

ST

ICO

Disponer juntas horizontales en los cambios de altura, dejando transcurrir unas dos horas para que la masa fresca asiente antes de continuar con el hormigonado por encima del plano de unión.

EN

TO

PL

PO

R A

SI

AC

IÓN

PF

ISU

RA

41



FISURAS POR RETRACCIÓN PLÁSTICA

SON LAS PRODUCIDAS CUANDO LA PÉRDIDA POR EVAPORACIÓN EXCEDE LA CANTIDAD DE

ÓAGUA APORTADA POR LA EXUDACIÓN

S d t l 1ª l 6ª h Se producen entre la 1ª y la 6ª hora

Se producen con más frecuencia en estructuras superficiales

La probabilidad de fisuración aumenta cuando el hormigonado se produce con viento en época calurosa de climas secos.

Son fisuras amplias y normalmente poco profundas (<30mm) de escasa trascendencia estructural

42



FISURACIÓN POR MOVIMIENTOS DEL ENCOFRADO

43



FISURACIÓN POR CONTRACCIÓN TÉRMICA INICIAL

SON LAS PRODUCIDAS CUANDO EL GRADIENTE TÉRMICO QUE HAY DESDE EL INTERIOR DE LA PIEZA AL EXTERIOR GENERA UNAS TENSIONES DE TRACCIÓN SUPERIORES A LAS QUE PUEDE SOPORTAR EL HORMIGÓN A ESAS EDADES

Se producen entre el 1º y 5º día de edad El riesgo de fisuración es mayor si la contracción térmica está coartada bien por coacción interna o externa.

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FISURACIÓN POR CONTRACCIÓN TÉRMICA INICIAL

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LIN

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RM

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C

CIÓ

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RA

CP

OR

CO

RA

CIÓ

N

46

FIS

UR



EH-91. Tabla 38.3

CUANTÍAS GEOMÉTRICAS EN TANTO POR MIL

REFERIDAS A LA SECCIÓN TOTAL DE

HORMIGÓN

EHE. Tabla 42.3.5

CUANTÍAS GEOMÉTRICAS EN TANTO POR MIL

REFERIDAS A LAREFERIDAS A LA SECCIÓN TOTAL DE

HORMIGÓN

47



FISURACIÓN DE AFOGARADO O EN MAPA

SON UN TIPO DE RETRACCIÓN PLÁSTICA SUPERFICIAL INTENSA

Se producen en los primeros 15 días después del vertido.

Son fisuras superficiales generalmente de poca profundidad (< 1cm) y de 0,05 a 0,5mm de anchura.

Las fisuras surgen por la desecación superficial del g p phormigón, cuando el cemento aún no ha terminado de fraguar y endurecer. Al existir una pérdida de agua por evaporación el efecto de contracción es muy acusado y aparece la fisuramuy acusado y aparece la fisura.

Las fisuras de afogarado se presentan casi siempre en superficies horizontales.

La probabilidad de fisuración aumenta a mayor superficie de exposición y menor espesor del elemento.

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FISURACIÓN POR RETRACCIÓN HIDRÁULICA

SON LAS PRODUCIDAS POR LA DISMINUCIÓN DE VOLUMEN QUE EXPERIMENTA EL HORMIGÓN ENDURECIDO, CUANDO ESTÁ EXPUESTO AL AIRE CON HUMEDAD NO SATURADA

Se producen entre los primeros 15 días y el 1er año.

La fisuración se produce si la reducción de volumenLa fisuración se produce si la reducción de volumen está coartada.

La retracción hidráulica crece con la relación A/C, con el contenido de cemento y con la sequedad del y qambiente.

La probabilidad de fisuración aumenta con la relación superficie/volumen del elemento.p

Son fisuras finas que afectan en profundidad a la pieza.

Los dos momentos más propicios para su formación Los dos momentos más propicios para su formación son el primer verano y la primera vez que se calefacta el edificio.

Con cierta frecuencia se confunden con las fisuras de

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Con cierta frecuencia se confunden con las fisuras de retracción plástica o de contracción térmica debido a que estas fisuras tempranas no han sido observadas en su momento



LIC

AH

IDR

ÁU

AC

CIÓ

N H

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RA

ÓN

PO

RS

UR

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50

FIS



LIC

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51

FIS



LIC

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UR

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FIS

FISURACIÓN ESTRUCTURALFISURACIÓN ESTRUCTURAL


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FISURACIÓN POR EXPANSIONES EN EL HORMIGÓN

SON LAS PRODUCIDAS POR CUALQUIER FENÓMENO DE CARÁCTER EXPANSIVO QUE TENGA LUGAR EN EL INTERIOR DEL HORMIGÓN

ÓCORROSIÓN DE ARMADURAS

REACCIÓN ÁRIDO-ÁLCALI

Reacción entre algunos tipos de áridos silíceos (poco frecuentes en España) y los álcalis delReacción entre algunos tipos de áridos silíceos (poco frecuentes en España) y los álcalis del cemento que pueden dar lugar a reacciones expansivas que se manifiestan inicialmente mediante una fisuración superficial del hormigón

ACCIÓN HIELO-DESHIELO

El agua que penetra en la estructura porosa del hormigón, al congelarse aumenta su volumen en un 9%, lo que genera tensiones que puede producir la fractura del hormigón.

OTRO TIPO DE DAÑOS EN EL HORMIGÓN

CONTACTO CON SUELOS AGRESIVOS

CARBONATACIÓN DEL HORMIGÓNReacción ácida de excepcional importancia en la durabilidad del hormigón. Se debe a la penetración del CO2 del aire atmosférico en la estructura porosa de la zona superficial del hormigón que reacciona

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con la cal formando carbonato cálcico y reduciendo el pH hasta valores del orden de 9, con lo que se pierde completamente la eficacia del hormigón como elemento protector de las armaduras frente a la corrosión.


FISURACIÓN PORFISURACIÓN PORCORROSIÓN DE ARMADURASCORROSIÓN DE ARMADURAS

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CORROSIÓN DE ARMADURASCORROSIÓN DE ARMADURAS

FISURACIÓN POR CORROSIÓN DE ARMADURASFISURACIÓN POR CORROSIÓN DE ARMADURAS


A/C= 0 3FISURACIÓN POR CORROSIÓN DE ARMADURAS

Las armaduras están protegidas frente a la corrosión por la basicidad del hormigón (pH de 12 a 13).

El volumen del óxido es unas 8 veces mayor que el metal

A/C= 0,3

El volumen del óxido es unas 8 veces mayor que el metal que lo origina. Ello genera inicialmente fisuras con el mismo trazado que las barras afectadas, y después el desprendimiento del hormigón circundante.

La mejor protección contra la corrosión es un recubrimiento bien compacto y de suficiente espesor.

A igualdad de las restantes variables en un hormigón

A/C= 0,5

A igualdad de las restantes variables, en un hormigón compacto el espesor del recubrimiento influye en la durabilidad elevado al cubo. Un recubrimiento doble proporciona una protección 8 veces más eficaz. Si el hormigón es poco compacto o poroso, la eficacia del recubrimiento es prácticamente nula independientemente de su espesor.

A/C= 0,8

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2113 13

14

variable

34

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FISURACIÓN ESTRUCTURALFISURACIÓN ESTRUCTURAL83




FISURACIÓN

Rotura en la masa de hormigón que se manifiesta exteriormente con un desarrollo lineal.

La fisuración estructural se produce siempre que la tensión generalmente de tracción a la que seLa fisuración estructural se produce siempre que la tensión, generalmente de tracción, a la que seencuentra sometido el material sobrepasa su resistencia última.

La fisuración de las estructuras de hormigón armado es un fenómeno prácticamente inevitable y cuyaLa fisuración de las estructuras de hormigón armado es un fenómeno prácticamente inevitable y cuyaimportancia se ha incrementado con el uso de las armaduras de alta resistencia.

Los métodos de cálculo tienen por objeto estimar el ancho de fisuras y se deben tomar medidas p j ypara mantenerlo siempre por debajo de unos determinados límites.

Las fisuras constituyen frecuentemente un síntoma patológicoCONTROLDE LAFISURACIÓN

y p g

Incrementan el riesgo de corrosión de armaduras

Efecto estéticoRiesgo psicológico

Las personas son capaces de distinguir fisuras cuyo ancho en décimas de milímetro es igual o superior a l di t i d l b d l fi t

84

Riesgo psicológico la distancia del observador a la fisura en metros



RIESGO ESTÉTICO

ANCHOS DE FISURA ACEPTABLES DESDE EL PUNTO DE VISTA ESTÉTICO

RIESGO PSICOLÓGICO

El usuario identifica en ocasiones la existencia de fisuras con un supuesto riesgo de hundimiento.

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Los métodos de cálculo asocian el ancho máximo de fisura a un nivel de confianza del 95%, es decir, no puede excluirse la posibilidad de algunas fisuras de ancho superior al reglamentario.

Criterio práctico: el ancho de la fisura en décimas de mm es igual a la distancia del observador en m.



FISURACIÓN DE ACUERDO CON EHE-08

El riesgo de corrosión de origen tensional no sólo depende del ancho de la fisura, sino también del tiempo que ésta esté abierta.

En consecuencia, la comprobación debe hacerse bajo la combinación de acciones casi-permanentes.

Estos aspectos han sido considerados por EHE-08 al establecer los límites de la anchura wmax

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87



En estructuras normales de edificación en ambiente no agresivo, de no efectuar un estudio detallado de la fisuración, deben respetarse los recubrimientos señalados en la tabla anterior y las siguientes limitaciones de los diámetros empleados. (Este criterio no lo recoge EHE-08)

La fisuración y la corrosión demandan estrategias distintas que frecuentemente exigen llegar a una solución de compromiso.

Desde el punto de vista de la fisuración es mejor emplear diámetros pequeños y recubrimientos reducidos.

Desde el punto de vista de la corrosión es preferible el empleo de recubrimientos elevados en

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combinación con diámetros gruesos.

En muchos casos, la única estrategia factible es aumentar la cuantía de las armaduras para reducir su tensión y por tanto la fisuración.



PLANTEAMIENTO GENERAL PARA HORMIGÓN ARMADO

Supongamos un tirante de hormigón armado con armadura simétrica y sometido a tracción centrada.

Cuando en una sección se alcanza la resistencia a tracción del hormigón se produce la fisura. LasCuando en una sección se alcanza la resistencia a tracción del hormigón se produce la fisura. Las tracciones que antes eran resistidas conjuntamente por el hormigón y el acero se transfieren bruscamente a las armaduras que ahora cosen la fisura. En consecuencia las armaduras experimentan un brusco incremento de tensión y alargamiento. A partir de la sección en la que se

d j l fi l d dh i i i i l j t fi i d t d fprodujo la fisura, las armaduras, por adherencia, inician su anclaje trasfiriendo parte de su fuerza al hormigón que las rodea. En consecuencia, el hormigón incrementa paulatinamente su tensión y las armaduras reducen su tensión y su alargamiento. La situación progresa hasta que de nuevo se alcanza la tensión de tracción del hormigón formándose una nueva fisura.g

Para calcular el ancho medio wmed de fisura, necesitamos conocer el alargamiento medio del acero €sm y la separación media entre fisuras sm

maxk m m smw w s w β: coeficiente que convierte el valor medio en valor característico

β = 1,3 si la fisuración está producida por acciones indirectas

β 1 7 l t d l

89

β = 1,7 en el resto de los casos.

La diferencia en el valor de β se debe a la evidencia experimental de una menor dispersión en los resultados en el caso de la fisuración por acciones indirectas



SEPARACIÓN MEDIA ENTRE FISURAS

,12 0, 2 0, 4

c eficazm

As c s k

A

c = recubrimiento de las armaduras traccionadas, en mm.

s = separación entre ejes longitudinales de barras o de grupos de barras en contacto, en mm

sA

p j g g p ,

En el caso de vigas, s es el ancho del alma dividido por el número de barras o grupos de barras, situados al mismo nivel. Se debe tomar el nivel que conduzca al máximo valor de s.

Si s>15Ø se introduce s=15Ø en la fórmula

k1 = coeficiente dependiente de la distribución de tensiones de tracción en la sección de la pieza:

k1 = 0,125 (flexión simple)

k 0 250 (tracción simple)k1 = 0,250 (tracción simple)

(tracción compuesta)1 21

ε +εk =

8 ε

Ø = diámetro en mm de la barra traccionada más gruesa, o diámetro equivalente en el caso de

18 ε

90

g qgrupos de barras

As = Sección total de las armaduras situadas en el área Ac,eficaz

e n



Ac,eficaz

91



ALARGAMIENTO MEDIO DEL ACERO2

21 0, 4

s s sr ssm s c c

s s s s

kE E E

εsm = alargamiento medio relativo de la armadura respecto al hormigón que la rodea.

σs = tensión de servicio de la armadura pasiva en la hipótesis de sección fisurada

σsr = tensión de la armadura pasiva en la sección fisurada en el instante en el que se fisura el sr p qhormigón, lo que se supone se produce cuando la tensión de tracción en la fibra mas traccionada de hormigón alcanza el valor de fcm,fl

Es= Módulo de deformación longitudinal del acero 23

ctm,fl ckf = 0,30 fs g

k2 = 1 para la primera carga instantánea de la pieza (pruebas de carga, ensayos de laboratorio)

k2 = 0,5 para los restantes casos (cargas de larga duración)

De forma simplificada pueden adoptarse los siguientes valores

ks

s

M= 0,8 d A

fsrs

M= 0,8 d A

2

f ctm,fl 1 ctm,flb hM = f W ≈ f

6

Mk= Momento para el que se comprueba el estado límite de fisuración

Mf= Momento de fisuración, es decir, aquel que provoca una tensión en la fibra más traccionada de

s s

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valor fctm,fl

W1= Módulo resistente homogeneizando la sección. Puede sustituirse de forma aproximada por la sección bruta de hormigón.



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PATOLOGIA HORMIGON-02

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