Subido por pedrotorrenegra

Libro Rehabilitacion de Estructuras Hormigón Paulo Helene v1

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PROLOGO
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PROLOGO
I
beroamérica posee una infraestructura que se está degradando a grandes pasos
por efecto del medio ambiente, por diseño equivocado y detalles insuficientes, por
problemas congénitos de supervisión ineficaz durante su construcción, por ausencia
de mantenimiento y, principalmente, por la edad de las obras construidas hace
años y que vienen sirviendo a nuestra sociedad a lo largo del tiempo.
Este no es un problema aislado de Iberoamérica, sino que también representa una
importante inversión en los países desarrollados en los últimos 15 a 20 años. Se trata de
mantener el patrimonio construido, y además hacerlo de forma consciente, económica y
durable. Las últimas estadísticas demuestran que en Estados Unidos más del 31% de la
inversión total en construcción civil, es destinada a obras de rehabilitación y no debe de
ser diferente de otros países aunque no se disponga, aún, de estadísticas confiables.
Por otra parte, dentro de las diversas materias de la
materiales, estabilidad, patología, la rehabilitación quizás
No se conoce el material adecuado, ni los mejores
documentos normativos en cantidad y calidad suficientes
por las tareas de mantenimiento y rehabilitación.
ingeniería tales como diseño,
sea una de las más retrasadas.
procedimientos; tampoco hay
para ayudar a los responsables
La rehabilitación de estructuras de hormigón armado y protendido es una actividad
compleja que exige un conocimiento profundo del comportamiento de los materiales y de
las técnicas ejecutivas. Realizar con suceso una reparación, una protección o un refuerzo
estructural representa, en general, un nuevo desafío para los ingenieros y arquitectos.
Siendo la ingeniería una disciplina milenaria, mucho de la práctica constructiva en obras
civiles resulta de la acumulación de experiencias anteriores, en las cuales hubo un cierto
suceso. Ocurre que esa experiencia anterior ha sido adquirida a través de la observación
del comportamiento de obras nuevas, de obras en fase de construcción o de terminación.
Esa experiencia acumulada, sin embargo, no sirve para unir hormigón viejo, endurecido o
deteriorado a hormigones nuevos, para entender el proceso de protección de un inhibidor
químico de corrosión de armaduras, para ayudar en la unión de epóxi a hormigones, para
llenar vacíos sin retracción, para reforzar una viga a cortante, solo por citar algunas
actividades típicas de rehabilitación de estructuras.
Por otro lado, las actividades de operación y mantenimiento de estructuras de hormigón
han sido relegadas a un segundo plano debido a una errónea presunción de que los
hormigones son eternos. Los currículos de las escuelas de ingeniería aún son tímidos y la
mayoría no incluyen los conceptos y las prácticas básicas de inspección, diagnóstico,
estudio de alternativas y proyecto de intervención. Modelos de cuantificación y previsión
de vida útil de estructuras vienen siendo introducidas en la normalización internacional a
partir de la última década y aún dejan mucho que desear.
Sin experiencia anterior acumulada y sin una formación académica sólida y actualizada el
resultado ha sido decepcionante; la durabilidad y desempeño de obras antiguas y nuevas
y de las propias intervenciones en obras precozmente deterioradas han sido efímeras con
costos elevados e intervenciones repetitivas y frecuentes.
Esta situación, que es mundial, ha causado aprehensión en los países desarrollados y con
mayor número de obras en edad avanzada. La Comunidad Europea y los Estados Unidos
han destinado montos significativos de los recursos disponibles para investigación en
construcción civil al área de patología y rehabilitación de estructuras. En los Estados
Unidos es conocido el programa SHRP Strategic Highway Research Program promovido
por la National Science Foundation después del análisis del NMAB-437 en el “Report on
Concrete Durability: A Multibillion-Dolar Opportunity” publicado en 1987. De este informe
han derivado expresivas inversiones en un plazo de más de diez años, reuniendo
Universidades y Centros de Investigación en la búsqueda de un correcto diagnóstico de
los problemas de deterioro natural y precoz de las estructuras de hormigón para viabilizar
soluciones seguras y durables.
También en Europa, más recientemente, en el nuevo milenio, fue iniciada la European
Thematic Network on Concrete Repair liderada por el BRE en Inglaterra, cuyo principal
objetivo es introducir el concepto de desempeño y vida útil como instrumento de
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evaluación de las soluciones de intervención, reuniendo varios centros de investigación, el
sector productivo y de consultoría de diferentes países europeos.
La necesidad de unir esfuerzos, conocimientos y experiencias disponibles en centros de
investigación, de profesionales y también del sector productivo (fue a determinante)
determinó la formación de la Red Rehabilitar, que dio inicio a sus trabajos en abril del
2000 en la ciudad de Santiago, Chile. En dicha ocasión reunió delegados representantes
de varios países Iberoamericanos que acordaron compartir sus conocimientos y
experiencias para la elaboración de un Manual de Rehabilitación de Estructuras de
Hormigón con prácticas, materiales y condiciones propias y comunes a esos países.
Ese intercambio y reunión de forma organizada
del conocimiento, ha sido
sistemáticamente realizado en los últimos 4 años a través de encuentros anuales y
plenarios de los delegados, reuniones parciales y mucho dialogo vía Internet. Uno de los
productos de ese conocimiento y trabajo realizado es este Manual. Para la transferencia
del conocimiento, la Red Rehabilitar también ha realizado la formación de profesionales y
la divulgación de actividades a través de cursos, conferencias y la participación en
eventos nacionales e internacionales. Actividades de esa naturaleza fueron realizadas en
los doce países participantes involucrando alrededor de 521 participantes.
Programas como el de la Red Rehabilitar, que apoya económica, logística, técnica y
científicamente, hace posible acercamientos entre los diferentes países contribuyendo
sobremanera a:
Conocer mejor el problema en las comunidades de los países participantes
La formación de recursos humanos capacitados para hacer frente al problema
La vinculación con Asociaciones importantes, líderes en el tratamiento del problema para
que, conjuntamente, lleguen sus resultados a los usuarios debidos
Despertar interés y conciencia, con el peso y el prestigio de la Red y del CyTED, entre
cuerpos colegiados, CONACYT, sector empresarial y sector gobierno.
El trabajo presentado es resultado de la contribución voluntaria de los mayores expertos
Iberoamericanos en rehabilitación de estructuras de hormigón. Reunidos bajo el auspicio
del importante CYTED, Programa Ibero Americano de Ciencia y Tecnología para el
Desarrollo, idealizado y gestionado por España desde fines de la década de 80, con apoyo
de las CONACYTs de todos los países Iberoamericanos.
Especialmente, en este caso la Red Rehabilitar “Rehabilitación de Estructuras de
Hormigón – Reparación, Refuerzo y Protección”, tiene destacado aporte presupuestario
del Consejo Superior de Investigación Científica CSIC de España y del Consejo Nacional
de Desenvolvimiento Científico e Tecnológico CNPq de Brasil.
La Red Rehabilitar es parte del SubPrograma XV Corrosión e Impacto Ambiental sobre los
Materiales, y se compone de 12 delegados representantes de Argentina, Bolivia, Brasil,
Chile, Colombia, Cuba, España, México, Perú, Portugal, Uruguay y Venezuela. Además de
esos responsables directos por la redacción de este Manual, muchos otros expertos -más
de 50-, han intervenido y aportado su experiencia y conocimiento a través de su
participación en las llamadas Redes Rehabilitar nacionales, que reúnen los expertos de
cada país con la intención de difundir ese trabajo y a la vez, construirlo mejor.
Este Manual, producto final de este grupo, ha logrado alcanzar el objetivo principal de
esta Red Rehabilitar que fue transformar el conocimiento existente y disperso sobre
materiales y técnicas de intervención en estructuras de hormigón para corrección de
problemas patológicos, en un Manual práctico y objetivo que pueda ser utilizado por el
medio técnico de forma general e irrestricta.
En este Manual, el profesional del área puede encontrar la mayoría de las respuestas a
sus preguntas sobre qué acciones considerar en los trabajos de rehabilitación; cómo
elaborar un primer diagnóstico de los problemas; que analizar para elegir la mejor
solución; cuales son los materiales y sistemas de rehabilitación; como proceder para
preparación y limpieza del substrato; cuales son los procedimientos correctos de
reparación en general, de protección de armaduras y de refuerzo estructural; como
presupuestar los trabajos; como implantar un sistema de control de calidad y criterios de
recepción. Finaliza presentando un glosario de términos técnicos y una relación completa
de publicaciones relacionadas al tema para facilitar la vida de aquellos que desean seguir
profundizando sus conocimientos.
Cada capítulo presentado aquí pasó por un proceso de arbitraje de fondo y de forma duro
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durante estos últimos años, en cada una de las reuniones plenarias y también por
Internet. Aunque bajo un formato general en la escritura de los capítulos, los autores han
tenido la libertad de modificar su trabajo, de tal manera, que pudieran representar, de la
mejor forma, su contribución. La organización final del Manual ha sido trabajo y
responsabilidad de este Coordinador y de la Arquitecta Fernanda Pereira que desde el
principio de la Red Rehabilitar ha formateado las directrices de cómo deberían ser
presentados los textos, las figuras, las fotos, los gráficos, las tablas, aún que no siempre
respetadas por la mayoría de los autores.
Cada capítulo es responsabilidad de sus autores en lo que respecta al contenido. La forma
es de responsabilidad de los editores. Lo escrito en esos capítulos tampoco representa
necesariamente los puntos de vista de las Instituciones a que pertenecen los autores ni
del CYTED y CMPC. Debido al carácter de difusión que tiene esta obra, los autores quedan
en la libertad de publicar sus resultados usando otro formato (y) ya sea parcial o
completo, siempre y cuando aparezcan los créditos correspondientes a esta fuente.
De la misma forma, el uso correcto e inteligente de este Manual es un privilegio de los
profesionales que lo utilicen, mientras su uso inadecuado y las consecuencias desastrosas
de eso no son de responsabilidad de los autores ni de los editores.
Agradecemos las contribuciones en críticas constructivas que puedan mejorar este trabajo
y, en nombre de todos los miembros de la Red Rehabilitar, deseamos proficuas y
duraderas rehabilitaciones.
São Paulo, Septiembre de 2003
Paulo Helene
Fernanda Pereira
Editores
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Introducción
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Introducción
Autores
Paulo Helene
Enio Pazini Figueiredo
E
l hormigón de cemento Portland ha probado ser el material de construcción mas
adecuado para las estructuras, superando con grandes ventajas otras alternativas
viables, coma madera, acero o albañilería.
Desde los inicios del empleo del hormigón armado, en mediados del siglo XIX, los
edificios, las obras de arte, las carreteras, los canales, las presas y tantas otras
construcciones civiles en hormigón simple, armado o pretensado han resistido las más
variadas sobrecargas y acciones del medio ambiente.
No obstante el hormigón pudiera ser considerado un material prácticamente eterno siempre que reciba un mantenimiento sistemático y programado - hay construcciones que
presentan manifestaciones patológicas de significativa intensidad e incidencia,
acompañadas de elevados costos para su rehabilitación. Siempre hay comprometimiento
de los aspectos estéticos y en la mayoría de los casos, reducción de la capacidad
resistente, pudiéndose llegar en ciertas situaciones, al colapso parcial o total de la
estructura.
Ante estas manifestaciones patológicas se observa en general una actitud inconsecuente,
que conduce en unos casos a simples reparaciones superficiales, y en otros a
demoliciones y refuerzos injustificados. Ninguno de los dos extremos es recomendable,
principalmente con la existencia hoy en dia de conocimiento tecnológico y gran cantidad
de técnicas y productos desarrollados específicamente para solucionar problemas
patológicos, conforme algunos ejemplos presentados en las fotos 1, 2, 3 y 4.
Considerando el grado actual de conocimiento de los procesos y mecanismos destructivos
que actúan sobre las estructuras y considerando la gran evolución tecnológica
experimentada en estos últimos años - con el desarrollo de equipos y técnicas de
observación de las estructuras - es posible diagnosticar con éxito la mayoría de los
problemas patológicos.
Este Manual de Reparación, Refuerzo y Protección de las estructuras de hormigón, fue
elaborado voluntariamente, por los mayores expertos del tema en Ibero America, para
servir de guía técnica que proporcione la solución a la mayoría de los problemas que
enfrentan los arquitectos e ingenieros en su trabajo de diseñar, construir, diagnosticar,
supervisar y conservar las obras civiles, en definitiva, mantener el patrimonio construido
en nuestros países.
No obstante, no pretende despreciar la importancia del especialista en patología, que es
quien formula el diagnóstico correcto del problema - clave del éxito de la rehabilitación ni desea prescindir de los controles de calidad durante la ejecución propiamente dicha,
que deben ser efectuados por equipos multidisciplinarios de laboratorios de ensayos y
controles.
Eso significa decir que este Manual debe ser utilizado y consultado por profesionales
responsables que conozcan del tema o se asesoren de expertos para efectivamente tener
el mejor resultado en sus intervenciones en estructuras de hormigón que necesiten
mantenimiento, correcciones, refuerzos o protecciones al principio o a lo largo de su vida
útil.
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Introducción
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Foto 1. Ruptura de columna de puente vial por corte debido a empuje ocasionado por
deslizamiento de tierra
(Curitiba, Paraná, Brasil)
Para acertar un lenguaje merece la pena recordar que la Patología puede ser definida
como la parte de la Ingeniería que estudia los síntomas, los mecanismos, las causas y los
orígenes de los defectos de las obras civiles, o sea, es el estudio de las partes que
componen el diagnóstico del problema.
A la Terapia le corresponde el estudio de la corrección y la solución de estos problemas
patológicos o incluso los debidos al envejecimiento natural. Para obtener éxito en las
medidas terapéuticas, de corrección, reparación, refuerzo o protección es necesario que
no solo el estudio precedente, es decir el diagnóstico de la cuestión, haya sido bien
definido mas principalmente que se conozca muy bien las ventajas y las desventajas de
materiales, sistemas y cada uno de los procedimientos de rehabilitación de estructuras de
hormigón, pues a cada situación particular hay una alternativa mejor de intervención.
Foto 2. Corrosión de armaduras por cloruros en apoyo de puente rodoviario de hormigón en zona marítima (Recife,
Pernambuco, Brasil)
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Introducción
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Foto 3. Intervención inadecuada, en la cara inferior de losa, agravando aun más el problema inicial Colector de
Aguas Servidas y Pluviales (Montevideo, Uruguay)
Foto 4. Corrosión de cables galvanizados postensado en vigas longitudinales de la superestructura de puente
vial (Maldonado, Uruguay)
Un diagnóstico adecuado y completo será aquel que esclarezca todos los aspectos del
problema, o sea:
Síntomas
Los problemas patológicos, salvo raras excepciones, presentan manifestaciones
externas características, a partir de las cuales se puede deducir cual es la naturaleza,
el origen y los mecanismos de los fenómenos involucrados, así como estimar sus
probables consecuencias. Estos síntomas, también denominados lesiones, daños,
defectos o manifestaciones patológicas, pueden ser descritos y clasificados, orientando
un primer diagnóstico, a partir de detalladas y experimentadas observaciones visuales.
El Capítulo 2 de este manual, que presenta una guía para el diagnóstico y corrección
de los problemas, indica la correspondiente manifestación típica y especula sobre los
posibles diagnósticos.
Los síntomas más comunes, de mayor incidencia en el hormigón son las fisuras, las
eflorescencias, las flechas excesivas, las manchas en el hormigón arquitectónico, la
corrosión de las armaduras, las oquedades superficiales o cucarachas del vertido, o
sea segregación de los materiales constituyentes del hormigón.
Conforme se presenta en la Figura 1, ciertas manifestaciones tienen elevada incidencia
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Introducción
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- como las manchas superficiales - sin embargo, desde el punto de vista de las
consecuencias con relación al comprometimiento estructural y al costo de corrección
del problema, una fisura de flexión o la de corrosión de las armaduras pueden ser más
significativas y más graves que otras.
Mecanismo
Todo problema patológico, llamado en lenguaje jurídico de vicio oculto o vicio de
construcción o daño oculto, ocurre a través de un proceso, de un mecanismo. Por
ejemplo: la corrosión de las armaduras en el hormigón armado es un fenómeno
de naturaleza electroquímica, que puede ser
7%
10%
22%
20%
1
2
3
4
5
6
- Degradación química
- Flechas
- Oquedades
- Corrosión de armaduras
- Fisuras activas o pasivas
- Manchas Superficiales
21%
20%
Figura 1. Distribución relativa de la incidencia de las manifestaciones patológicas en estructuras de hormigón
arquitectónico.
acelerado por la presencia de agentes agresivos externos, del ambiente, o internos,
incorporados al hormigón.
Por ejemplo, para que la corrosión se manifieste es necesario que haya oxígeno (aire),
humedad (agua), y el establecimiento de una célula de corrosión electroquímica
(heterogeneidad de la estructura), que solamente ocurre después de la despasivación
de la armadura conforme se presenta en la Figura 2.
Figura 2. Célula de corrosión electroquímica en el hormigón armado
Conocer el mecanismo del problema es fundamental para una terapia adecuada. Es
imprescindible saber por ejemplo, si es necesario limitar las sobrecargas o cimbrar la
estructura antes o mismo durante él refuerzo de vigas cuando las fisuras son
consecuencias, por ejemplo, del momento flector. En este caso no basta con la
inyección de las fisuras, pues estas podrían aparecer nuevamente en posiciones muy
próximas a las iniciales.
Origen
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El proceso de construcción y uso puede ser dividido en cinco grandes etapas:
planeamiento, proyecto, fabricación de materiales y elementos fuera de la obra,
ejecución propiamente dicha a pie de obra, y uso; esta última etapa más larga en el
tiempo, involucra la operación y mantenimiento de las obras civiles conforme se
presenta en la Figura 3.
Si por un lado las cuatro primeras etapas representan un período de tiempo
relativamente corto - en general menos de dos años - por otro lado, las construcciones
deben ser utilizadas durante períodos largos - en general más de cincuenta años para
edificaciones y más de doscientos para presas y obras de arte de importancia social.
Propietario
Uso
Constructor
Ejecución
Planos
Materiales
Proyectista
Fabricante de Materiales o
Componentes Industrializadas
≅ 50 años
Uso
Promotor
SATISFACER
AL USUARIO
+
+
Diseño Ejecutivo
≅ 2 años
P r o d u c c i ó
n
Figura 3. Etapas de producción y uso de las obras civiles
Los problemas patológicos sólo se manifiestan durante la construcción o después de la
ejecución propiamente dicha, última etapa de la fase de producción. Normalmente
ocurren con mayor incidencia en la etapa de uso. Ciertos problemas como por ejemplo
los resultantes de las reacciones álcali-árido, sólo aparecen con intensidad después de
más de seis años. Hay casos de corrosión de armaduras en losas de entrepisos de
apartamentos que se manifestaron intensamente inclusive con el colapso parcial,
solamente después de trece años de uso del edificio.
Un diagnóstico adecuado del problema debe indicar en que etapa del proceso
constructivo tuvo origen el fenómeno. Por ejemplo, una fisura de momento flector en
vigas, tanto pudo ser por un diseño inadecuado, como por la calidad inferior del acero
usado; tanto por la mala ejecución con un hormigón de resistencia inadecuada, como
por la mala utilización que se hace del elemento, con la colocación sobre la viga, de
cargas mayores a las previstas inicialmente. Para cada origen del problema existe la
terapia más adecuada, aunque el fenómeno y los síntomas puedan ser los mismos.
Cabe resaltar que la identificación del origen del problema permite también identificar,
para fines judiciales, quién cometió la falla. Así, si el problema tuvo origen en la fase
de proyecto, el proyectista falló; cuando el origen está en la calidad del material, fue
el fabricante quien falló; si en la etapa de ejecución, se trata de falla de la mano de
obra y la fiscalización o la constructora fueron omisas; si en la etapa de uso, la falla es
de operación y manutención.
Un elevado porcentaje de las manifestaciones patológicas tiene origen en las etapas de
planeamiento y proyecto, como se muestra en la Figura 4. Las fallas de planeamiento
y proyecto son en general más graves que las fallas de calidad de los materiales o de
mala ejecución. Es siempre preferible invertir más tiempo en el detallamiento del
diseño de la estructura, que por falta de previsión, tomar decisiones apresuradas y
adaptadas durante la ejecución.
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4%
10%
40%
Planeación
18%
Uso
Materiales
Ejecución
Proyecto
28%
Figura 4. Origen de los problemas patológicos con relación a las etapas de
producción y uso de las obras civiles
Causas
Los agentes causantes de los problemas patológicos pueden ser varios: cargas,
variaciones de humedad, variaciones térmicas intrínsecas y extrínsecas al hormigón,
agentes biológicos, incompatibilidad de materiales, agentes atmosféricos y otros.
En el caso de una fisura en viga por la acción de momentos flectores, el agente
causante es la carga - si no hubiera carga, no habría fisura - cualquiera que fuera el
origen del problema. En el caso de fisuras verticales en vigas pueden ser los agentes
causantes tanto las variaciones de humedad - retracción hidráulica por falta de curado
- como gradientes térmicos resultantes del calor de hidratación del cemento, o
movimientos térmicos resultantes de variaciones diarias y anuales de la temperatura
ambiente. Evidentemente, a cada causa corresponderá una terapia más adecuada y
más duradera.
Consecuencias y oportunidad de la intervención
Un buen diagnóstico se completa con algunas consideraciones sobre las consecuencias
del problema en el comportamiento general de la estructura, o sea, un pronóstico de
la cuestión. De forma general acostumbrase a separar las consideraciones en dos
tipos: las que afectan las condiciones de seguridad de la estructura (asociadas al
estado límite último) y las que componen las condiciones de higiene, estética, etc., o
sea, las denominadas condiciones de servicio y funcionamiento de la edificación
(asociadas a los estados límites de utilización.
Foto 5. Rehabilitación de estructura de hormigón dañada por corrosión de armadura
carbonatación (São Paulo, Brasil)
debido a la
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En general los problemas patológicos son evolutivos y tienden a agravarse al
transcurrir el tiempo, además de arrastrar otros problemas asociados al problema
inicial. Por ejemplo: una fisura de momento flector puede dar origen a la corrosión de
las armaduras; flechas excesivas en vigas y losas pueden conducir a fisuras en
paredes y deformaciones en pisos rígidos apoyados sobre elementos flexionados (vide
fotos 5 y 6)
Se puede afirmar que las correcciones serán más durables, más efectivas, más fáciles
de ejecutar y mucho más económicas, cuanto antes fuera ejecutado la intervención.
La demostración más expresiva de esta afirmación es la llamada “ley de Sitter” que
prevé los costos crecientes según una progresión geométrica.
Foto 6. Corrosión de armaduras por acción de cloruros en puente viario (Mongagua, Brasil)
Dividiendo las etapas constructivas y de uso en cuatro períodos, correspondientes al
de diseño, al de ejecución propiamente dicha, al del mantenimiento preventivo
efectuado antes de los cinco primeros años, y al del mantenimiento correctivo
efectuado posterior al surgimiento de los problemas, a cada uno corresponderá un
costo que sigue una progresión geométrica de razón cinco, conforme presentado en la
Figura 5.
Figura 5. Ley de evolución de los costos, ley de Sitter (Sitter, 1984 CEB RILEM)
Una interpretación adecuada de cada uno de estos períodos o etapas de obra puede
ser la que sigue:
Proyecto: toda medida tomada en el ámbito de diseño con el objetivo de aumentar la
protección y durabilidad de la estructura, por ejemplo, aumentar el espesor del
recubrimiento de la armadura, reducir la relación agua / cemento del hormigón,
especificar tratamientos protectores superficiales, escoger detalles constructivos
adecuados, especificar cementos, aditivos y adiciones con características especiales y
otras, implica un costo que podemos asociar al número 1 (uno).
Ejecución: toda medida fuera del proyecto, tomada durante la ejecución propiamente
dicha, incluyendo en ese período la obra recién construida, implica un costo 5 (cinco)
veces superior al costo que se hubiese ocasionado si esta medida hubiera sido tomada
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en el ámbito de diseño, para lograr el mismo “grado” de protección y durabilidad de la
estructura. Un ejemplo típico sería la decisión en obra de reducir la relación agua /
cemento para aumentar la durabilidad del hormigón y la protección de las armaduras.
La misma medida tomada durante el proyecto permitiría el redimensionamiento
automático de la estructura, considerando un hormigón de resistencia a compresión
más elevada, de menor módulo de deformación, de menor deformación lenta y de
mayores resistencias a bajas edades. Estas nuevas características del hormigón
traerían la reducción de las dimensiones de los elementos estructurales, ahorros en
encofrados, reducción de cuantía de acero, reducción de volúmenes y peso propio, etc.
Esta medida tomada en obra, a pesar de ser eficaz y oportuna desde el punto de vista
de la durabilidad, ya no propicia alteraciones que mejoren los elementos estructurales
que fueron antes definidos en el diseño estructural y por lo tanto puede representar un
costo 5 veces mayor.
Mantenimiento preventivo: toda medida tomada con antelación y previsión, durante el
periodo de uso y mantenimiento de la estructura, puede ser asociada a un costo 5
(cinco) veces menor que aquel necesario para la corrección de los problemas
generados a partir de una intervención no prevista tomada ante una manifestación
explícita e irreversible de patología. Al mismo tiempo estará asociada a un costo 25
(veinticinco) veces superior a aquel que habría ocasionado una decisión de proyecto
para la obtención del mismo “grado” de protección y durabilidad de la estructura.
Como ejemplo puede ser citado la eliminación del moho ácido y la limpieza de la
fachada, estucamiento y reestucamiento de las superficies a vista, pinturas con
barnices hidrofugantes, renovación y construcción de “brise soleil”, goteras, pretiles y
otras medidas de protección.
Mantenimiento correctivo: corresponde a los trabajos de diagnóstico, pronóstico,
reparación y protección de las estructuras que ya presentan manifestaciones
patológicas, o sea, corrección de problemas evidentes. A estas actividades se les
puede asociar un costo 125 (ciento y veinticinco) veces superior al costo de las
medidas que podrían haber sido tomadas en el ámbito de proyecto y que redundarían
en un mismo “grado” de protección y durabilidad que se estime de la obra a partir de
la corrección.
Según SITTER, colaborador del fib (CEB-FIP), autor de esta ley de costos tan
ampliamente citada en bibliografías específicas del área, aplazar una intervención
significa aumentar los costos directos en progresión geométrica de razón 5 (cinco), lo
que torna aún más actual el conocido refrán popular “no dejes para mañana lo que
puedes hacer hoy”, por cinco a ciento y veinte cinco veces menos.
Terapia
Las medidas terapéuticas de corrección de los problemas pueden tanto incluir
pequeñas reparaciones localizadas, como una recuperación generalizada de la
estructura, o refuerzos de los cimientos, columnas, vigas o losas. Es siempre
recomendable, que después de cualquiera de las intervenciones citadas, sean tomadas
medidas de protección de la estructura, con la implantación de un programa de
mantenimiento periódico. Este programa de mantenimiento debe tener en cuenta la
vida útil prevista, la agresividad de las condiciones ambientales de exposición y la
naturaleza de los materiales, y medidas protectoras adoptadas.
Procedimiento
La selección de los materiales y la técnica de corrección a ser empleada depende del
diagnóstico del problema, de las características de la zona a ser corregida y de las
exigencias de funcionamiento del elemento que va a ser objeto de la corrección. Por
ejemplo: en los casos de los elementos estructurales que necesitan ser colocados en
carga después de algunas horas de la corrección puede ser necesario y conveniente,
utilizar sistemas de base epoxi o poliéster. En los casos de plazos algo más
prolongados (días), pudiera ser conveniente utilizar morteros y grauting de base
mineral, y en condiciones normales de solicitación (después de veintiocho días) los
materiales podrían ser morteros y hormigones correctamente dosificados (vide foto 7
y 8)
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Foto 7. Reparación localizada en viga de fachada
dañada por corrosión de armadura debida a la
carbonatación (Mérida, México)
Foto 8. Reparación localizada en base de pilar
dañado por corrosión de armadura debida a
cloruros(La Habana, Cuba)
PROYECTO O DISEÑO DETALLADO DE LA INTERVENCIÓN
Se considera que el proyecto o el diseño detallado de una intervención es la principal
clave de suceso de una rehabilitación de estructuras de hormigón.
A título de ejemplo, un correcto diseño o proyecto detallado de intervención debería
considerar las siguientes etapas:
1
INTRODUCCIÓN
2
SERVICIOS
2.1 Reparaciones localizadas
!
!
!
!
!
Localización y definición de las áreas para muestreo
Retiro de las armaduras de piel
Escarificación del hormigón y delimitación con disco de corte
Limpieza de las armaduras
Reconstitución de la sección de la estructura
2.2 Reparación superficial
! Preparación del substrato
! Acabado de la reparación
! Curado
2.3 Reparación profunda
!
!
!
!
!
3
Encofrado
Saturación del substrato
Reconstitución de la sección
Desmolde, retirada del encofrado y terminación de la reparación
Curado
MATERIALES DE REPARACIÓN Y SISTEMAS DE PROTECCIÓN
3.1 Mortero de Reparación
!
!
!
!
Especificaciones técnicas
Control de recepción
Acopio
Cuidados en el manejo, mezcla y preparación
3.2 Graute
!
!
!
!
4
Especificaciones técnicas
Control de recepción
Acopio
Cuidados en el manejo, mezcla y preparación
EQUIPAMIENTOS
4.1 Disco de corte para hormigón
4.2 Demoledor mecánico
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Introducción
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4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
5
Chorro de agua
Chorro de agua con arena
Chorro de aire
Pulverizador de agua
Mezclador de mortero
Mezclador de graute
Pulverizador para hidrofugante
MANO DE OBRA
5.1 Distribución de las etapas del servicio
5.2 Responsabilidades, cargo y calificación de los profesionales
! Ingeniero
! Encargado General
! Encargado de los servicios
! Encargado de la escarificación y preparación del substrato
! Encargado de la terminación de la reparación
! Encargado del tratamiento superficial
! Encargado de la aplicación del sistema de protección
! Encargado de los procedimientos especiales
! Técnico
! Demás profesionales
6
LICITACIÓN
6.1 Planilla de cuantitativos de los servicios
6.2 Elementos para licitación
Servicios
En esta sección se presentan los tipos y las especificaciones para la realización de los
servicios de reparación localizada, tratamiento de fisuras, regularización de juntas y
protección del hormigón.
Considerando el diagnóstico y el pronóstico de las manifestaciones patológicas y las
recomendaciones dadas en la primera fase de los trabajos, se define que:
!
!
!
!
las reparaciones debido a las armaduras corroídas, a los nidos de hormigonado
y desniveles, serán hechos localizadamente;
las juntas de hormigonado serán desbastadas y reparadas, en caso necesario;
el tratamiento y protección de toda la superficie aparente del hormigón, será
especificado con el objetivo de impedir el acceso de dióxido de carbono, oxigeno
y agua, frenando el avance del frente de carbonatación y demás factores
responsables por el inicio y propagación de la corrosión de la armadura y por la
lixiviación de la superficie;
el tratamiento superficial y la protección del hormigón aparente no debe alterar
el aspecto visual de la edificación
Materiales de reparación y sistema de protección
En esta sección son presentadas las características y propiedades básicas de los
materiales que deben ser empleados en los servicios de reparación y protección. Podrá
ser empleado cualquier material dentro de aquellos disponibles en el mercado, a pesar
que las características especificadas en este proyecto correspondan a productos ya
consagrados por el medio técnico y con eficacia comprobada en condiciones
semejantes de aplicación y exposición. La calidad de los materiales y sistemas es de
responsabilidad de los fabricantes y proveedores que deben garantirla formalmente.
Para cada material y sistema son abordados los siguientes tópicos principales:
!
!
Especificaciones técnicas: Se hace una descripción sucinta del material,
presentando-se la composición básica y estableciéndose requisitos mínimos de
caracterización y desempeño.
Control de recepción: Se definen los parámetros y ensayos para control de
recepción
de
los
materiales,
estableciéndose
los
criterios
de
aceptación/devolución, tamaño de los lotes y formas de muestreo
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Introducción
!
!
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Acopio: Se indican los cuidados que deben ser tomados en el acopio de los
materiales.
Cuidados en el manejo, mezcla y preparación: Son descriptos los
procedimientos que deben ser tomados durante el manejo, mezcla y
preparación de los materiales, visando la obtención de sus mejores
características por la obediencia de los aspectos funcionales y de seguridad
equipamientos
En este apartado se presentan los equipamientos básicos necesarios para la ejecución
de los servicios de reparación y protección de hormigón armado. Se indica el uso y las
principales características técnicas requeridas para el adecuado empleo de los
equipamientos.
mano de obra
En esta sección se presenta una “orientación” para distribución de los equipos e
calificación de la mano de obra para la ejecución de los servicios de reparación y
protección de las estructuras de concreto armado, teniendo como principales objetivos
los de facilitar el control de ejecución y garantizar la mayor calidad de los servicios.
Así como las responsabilidades del personal incluyendo la Fiscalización.
licitación
En esta sección se presentan subsidios básicos para la elaboración del Edital de
Licitación por el Interesado, siendo detalladas las planillas con las estimativas de los
cuantitativos de los servicios de rehabilitación de la estructura.
CONTENIDO DE ESTE MANUAL
En el Capitulo 1 se presentan, de forma amplía incluyendo los conceptos de durabilidad y
vida útil, el conjunto de las acciones que actúan sobre las estructuras de hormigón
durante su existencia, considerando cargas y acciones ambientales.
El Capitulo 2 fue organizado de forma tal que ayude en la elaboración del diagnóstico
ante las manifestaciones patológicas usuales, indicando también las alternativas mas
adecuadas para la corrección de los problemas. Por tratarse de una orientación general,
evidentemente no fue posible analizar aspectos específicos de un determinado problema
u obra, que deberán ser tratados en sus particularidades por el experto responsable.
El tema del Capítulo 3 es la orientación para la selección de la intervención que provee las
pautas más importantes que deben de ser llevadas en cuenta durante la elección de una
solución.
En el Capitulo 4 se presenta una descripción general de la naturaleza de los principales
materiales y sistemas utilizados en reparaciones, refuerzos y protección de estructuras de
hormigón. Al final se resumen los productos existentes, describiéndose sus características
principales y usos recomendados, con el objetivo de auxiliar a los profesionales en la
selección del producto o sistema mas adecuado para una determinada situación. Cabe
siempre recordar, que para un mismo problema patológico puede haber más de una
solución.
Los procedimientos para la reparación y limpieza del sustrato se presentan en el Capitulo
5. Se considera conveniente destacar la importancia de estos procedimientos, no-solo
porque influyen en el proceso de la rehabilitación, sino también porque muchas veces no
son del conocimiento de los profesionales. En este capítulo son descritos los procedimientos para la eliminación de grasas, descontaminación del sustrato, limpieza de
placas metálicas o quema controlada de la superficie del hormigón.
En el Capitulo 6 se presentan los procedimientos usuales para reparar estructuras de
hormigón. Por razones didácticas las correcciones fueron presentadas considerándose
apenas un problema patológico. En la práctica, la recuperación de una estructura deteriorada puede abarcar un número elevado de problemas y alternativas de soluciones, y
por lo tanto, para encontrar la solución adecuada será necesario consultar varios puntos,
conciliando de manera planificada e inteligente cada uno de los procedimientos indicados.
En el Capítulo 7 se presentan las alternativas posibles de intervención en estructuras
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Introducción
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dañadas por corrosión de armaduras, discutiéndose las ventajas y desventajas de cada
una de ellas.
El Capítulo 8 esta totalmente dedicado a presentar soluciones de refuerzo de estructuras
de hormigón, discutiendo en separado los refuerzos más comunes a columnas, losas,
vigas y paredes de hormigón.
El Capitulo 9 describe los mecanismos de degradación de la superficie del hormigón, la
naturaleza y característica de los principales productos que se utilizan para la protección
de estas superficies, así coma las técnicas de aplicación y los parámetros para el
mantenimiento preventivo y correctivo de las fachadas, pisos y demás superficies
expuestas de hormigón, el llamado hormigón arquitectónico. Se presenta también una
discusión teórico-practica de como puede ser planificada una corrección de los problemas
patológicos derivados de la corrosión de las armaduras, que a su vez es actualmente, la
manifestación de mayor incidencia en las obras y sin duda, una de las más costosas
intervenciones en obras terminadas.
En el Capítulo 10 el especialista podrá consultar la lista mas completa de composición de
precios unitarios de los 80 principales procedimientos de rehabilitación de estructuras.
Con esta contribución la Red Rehabilitar espera estar contribuyendo para valorar y
uniformizar los trabajos de rehabilitación de estructuras a la vez que ayuda a todos a
obtener una idea buena del presupuesto de una obra de rehabilitación de estructuras de
hormigón.
En el Capítulo 11 se presentan los conceptos y la práctica con ejemplos de cómo
implantar un sistema confiable de control de calidad en un servicio de rehabilitación de
estructuras de hormigón. Considerando la deficiente cantidad y calidad de documentos
normativos a respecto, se presentan también los criterios adecuados para recepción de
materiales, sistemas, servicios y trabajos de rehabilitación de estructuras.
El Capítulo 12 presenta un primer esfuerzo de construcción de un glosario en el área de
diagnóstico y rehabilitación de estructuras de hormigón.
El Manual concluye, reafirmando la importancia de que en todas las intervenciones haya
un proyecto o un diseño detallado de la solución y presentando la bibliografía básica
recomendable para estudios de rehabilitación de estructuras de hormigón.
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Acciones sobre las Estructuras de Hormignón
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CAPÍTULO 01
Acciones sobre las Estructuras de Hormignón
Autores
Raúl Husni
Alejandra Benítez
Aníbal Manzelli
Claudio Macchi
Geraldine Charreau
Jorge Risetto
Luis Fernandez Luco
Néstor Guitelman
Walter Morris
Introducción
L
as acciones que actúan sobre las estructuras son parámetros fundamentales a
considerar en su diseño ya que inciden directamente en la Durabilidad, el Servicio, la
Estabilidad y/o la Resistencia.
Por esta razón cuando nos encontramos frente a una deficiencia es esencial determinar la
causa que la origina, muchas veces asociada a mas de una acción.
Las acciones que actúan sobre una estructura pueden ser de origen Externo (E) o
Interno (I) a ella, las que, generaran fenómenos o procesos de tipo Físico (F), Químico
(Q), Mecánico (M) o Biológico (B) las que pueden afectar o limitar una o mas de las
condiciones del comportamiento establecidas en el proyecto.
Las Acciones Externas pueden dividirse en:
a) Funcionales
b) Ambientales
Las Acciones Internas pueden dividirse en:
c) Intrínsecas
d) Inducidas o Impuestas
a) Acciones Externas - Funcionales
Son consecuencia de la existencia o del uso de la construcción y su manifestación genérica
son las cargas equivalentes que consideramos actuando sobre las estructuras.
De acuerdo a su variación en el tiempo las dividimos en Estáticas o Dinámicas, en el
primer caso consideramos que su variación es suficientemente lenta como para no afectar
el comportamiento de la estructura, en el segundo no y consecuentemente hay que tener
en cuenta el efecto que produce su variación.
Las cargas estáticas a su vez pueden ser:
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Acciones sobre las Estructuras de Hormignón
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Ejemplos típicos:
Las cargas constantes o permanentes son aquellas que actúan generando fuerzas de
aproximadamente igual magnitud durante toda la vida de la estructura, tales como el peso
propio de la estructura y los elementos fijos adosados a ella, contrapisos, paredes,
solados, cielorrasos.
Como contrapartida las cargas variables son aquellas que pueden estar presentes o dejar
de hacerlo pero siempre actuando aproximadamente en la misma posición, tal el caso de
las sobrecargas o cargas útiles de los edificios de vivienda, depósitos, oficinas, empuje de
terrenos, presión hidrostática.
Las cargas móviles también pueden o no actuar sobre las estructuras, pero cuando lo
hacen ocupan distintas posiciones en las estructuras como el caso los puente grúa o los
trenes de cargas ferroviarios.
A su vez las cargas dinámicas pueden ser:
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!
Instantáneas
Las cargas dinámicas periódicas son aquellas que repiten, en intervalos regulares de
tiempo, la intensidad y el sentido de la fuerza que generan, por ejemplo las máquinas
rotativas.
Las no periódicas precisamente se caracterizan por lo contrario y las cargas dinámicas
instantáneas son aquellas que se aplican en forma repentina como puede ser el impacto de
un vehículo o el golpe de un martinete.
Los fenómenos relevantes producidos por las aciones denominadas funcionales son en
general de tipo mecánico, generando en la estructura solicitaciones, tensiones y
deformaciones de distinto tipo, aunque además pueden estar asociados a otros fenómenos
de carácter, Físico, Químico o Biológico.
Casos típicos de los fenómenos mecánicos son los que originan las cargas, las que en todas
las variantes descriptas anteriormente actúan sobre las estructuras.
La combinación con otro tipo de fenómenos de podría ser:
!
!
!
Físico, el desgaste sobre la superficie que ocasiona la circulación de personas, acción
clasificada como cargas estáticas variables, o de los vehículos, clasificada como
carga estática móvil.
Químico, la degradación que se produce en el hormigón como consecuencia de la
presencia de líquidos almacenados (cargas) que contengan ácidos.
Biológico, el ataque que sufre el hormigón de una estructura destinada a transportar
efluentes o contener abonos o materia orgánica en general.
b) Acciones Externas - Ambientales
Las acciones ambientales sobre las estructuras de hormigón están básicamente
relacionadas con el entorno donde se encuentra implantada la construcción, sólido, líquido
o gaseoso y de su interacción con el medio circundante.
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En algunos casos su acción es equivalente a una carga estática tal el caso del empuje del
suelo, del agua en reposo, de la nieve o de las rocas, en otros a una carga dinámica
generada por movimiento del aire, en particular las ráfagas de viento, o por el suelo, tal el
caso de los sismos o del agua en movimiento como el caso de las olas.
En estos casos la acción depende no solo del fenómeno que se presenta, sino también de
las características de la estructura.
De una u otra forma, cuando su acción se interpreta desde el punto de vista de las cargas,
los fenómenos que se producen son del tipo mecánico, pero las acciones ambientales
tienen además una importancia singular por que originan otros fenómenos que afectan el
comportamiento, la apariencia, la durabilidad y muchas veces hasta la capacidad portante
de las estructuras. Veremos los siguientes ejemplos:
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!
!
Físicos: Variación de temperatura, de humedad, Ciclos de congelamiento
y
deshielo, etc.
Químicos: Carbonatación, lluvia ácida, ciclos de humedecimiento y secado,
corrosión, ataque de ácidos, aguas blandas, residuos industriales, fuego, etc.
Biológico: Microorganismos, algas, suelos y/o aguas contaminados, etc.
Todas las acciones mencionadas deberían estar asociadas de acuerdo a su probabilidad de
ocurrencia a las situaciones previstas en el diseño.
En ambos casos, Aciones Funcionales o Ambientales, pueden ocurrir hechos no previstos o
contemplados (Excepcionales o Accidentales) que en caso de actuar alterarían
bruscamente el comportamiento de la estructura, tal el caso de explosiones, impacto de
aviones, tornados, etc.
Una situación singular la constituyen las acciones que pueden generarse en la etapa
constructiva de una estructura, las que muchas veces no son contempladas o especificadas
adecuadamente en el proyecto. Casos típicos son, para las estructuras que se construyen
en el lugar, la remoción prematura de los puntales, y en las estructuras prefabricadas las
solicitaciones que se generan durante el transporte y/o montaje.
En ambos casos suelen aparecer deficiencias o fallas que no responden a la respuesta de la
estructura ya terminada bajo la acción de las acciones funcionales o ambientales.
Una situación equivalente se presenta cuando, aún habiendo proyectado y especificado
correctamente la estructura para la vida útil prefijada, se cometen luego errores durante la
ejecución que malogran el objetivo prefijado.
Esto es particularmente frecuente y por esa razón analizaremos mas adelante alguno de
los errores constructivos más comunes y sus consecuencias.
c) Acciones Internas - Intrínsecas
Son cambios volumétricos que se manifiestan y que tienen características propias según el
tipo de hormigón utilizado, contenido y tipo de cemento, cantidad de aire incorporado,
cuantías y tipo de armaduras, etc. y/o del proceso de su formación, curado, protección del
viento, etc. los que de acuerdo a las restricciones internas o externas se traducen en
esfuerzos o tensiones que pueden afectar la durabilidad y aún a llegar a modificar el
comportamiento de la estructura.
Las manifestaciones típicas son:
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Asentamiento plástico
Contracción plástica
Contracción térmica inicial
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Contracción por secado
Reacción álcali – sílice
d) Acciones Internas - Inducidas
Son deformaciones impuestas, algunas con el objetivo de mejorar el comportamiento
estructural, ya sea en relación a su capacidad portante, la durabilidad o su condición de
servicio, por ejemplo cuando se emplean las técnicas del pretensado o del postesado, en
todas sus variantes externo, interno con o sin adherencia, otras se producen como
consecuencia de movimientos en las fundaciones, fenómeno comúnmente conocido como
asentamiento del vínculo.
En algunos casos las deformaciones aparecen como consecuencia del comportamiento
reológico del hormigón que aumenta su deformación en el tiempo bajo carga constante,
fenómeno genéricamente conocido como fluencia del material y que en el caso de las
estructuras armadas adquiere especial significación, por su comportamiento como conjunto
estructural y como material compuesto.
Consideraciones Generales
Este es el esquema clasificación de las acciones que pueden actuar en una estructura de
hormigón.
De acuerdo a su probabilidad de ocurrencia y de la confiabilidad que se establece para la
estructura se deberá establecer un modelo de cargas equivalentes con sus
correspondientes combinaciones y considerarse en el diseño.
Las acciones, que por su baja probabilidad de ocurrencia no se tiene en cuenta en las
verificaciones de los estados últimos las agrupamos bajo la denominación de accidentales o
extraordinarias, las que de acuerdo a su magnitud pueden ocasionar graves daños a la
estructura e incluso el colapso.
Las acciones accidentales en general obedecen a causas naturales, por lo que podrían
considerarse dentro de las acciones ambientales, casos típicos son los huracanes, las
aludes, las inundaciones y los sismos de carácter extraordinario, fenómenos que en
algunos casos se pueden predecir pero que en general son difíciles de modelar y
cuantificar.
Por su naturaleza,
las acciones extraordinarias en cambio son prácticamente
impredecibles en el momento en que pueden actuar sobre una estructura, si es que alguna
vez lo hacen en el lapso de su vida útil, y difíciles de establecer su acción equivalente.
Ejemplos típico son los impactos de aeronaves, las acciones de guerra, un ataque
terrorista o las explosiones de distinto origen como ser por escape de gas, explosión de
calderas etc.
Queda claro que si bien puede establecerse una clasificación primaria de las acciones, una
misma acción puede responder a mas de un criterio de clasificación y estar o no,
comprendidas dentro de las acciones que tomamos en cuenta en el diseño.
De hecho, por múltiples razones interesan particularmente analizar los fenómenos
asociados a las acciones de mayor probabilidad de ocurrencia, que son los que en general
se tienen en cuenta en el diseño.
Muchas de las acciones son sencillas de evaluar, tal el caso de las cargas permanentes,
otras están en general normalizadas con valores en general diferentes según los distintos
países, como las sobrecargas de uso, la acción equivalente del viento, de la nieve o del
sismo. Asi mismo por razones obvias las acciones ambientales están en relación directa
con el lugar de implantación, y aún mas, del microclima particular que se puede generar
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en circunstancias específicas.
Más allá de los valores en sí y de la gran cantidad de acciones posibles de actuar en una
estructura, son varias las acciones de distinto origen que pueden originar deficiencias,
fallas o degradaciones similares. Por ejemplo la que genera la contracción por secado,
considerada una acción Interna - Intrínseca, y una variación térmica, considerada como
acción Externa – Ambiental.
Foto 1. Muestra el colapso parcial de una construcción como consecuencia de un atentado
terrorista.
Habrá que analizar detalles o singularidades que se presentan para individualizar a que
fenómeno en particular corresponde a fin de conocer su origen y aplicar la medida
correctiva adecuada.
Por esta razón y a los efectos de facilitar la comprensión del problema patológico y
consecuentemente adoptar la solución apropiada, agruparemos los fenómenos típicos de
acuerdo al origen de la acción o según la similitud de la respuesta de la estructura.
Fenómenos o problemas típicos:
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
Corrosión de armaduras
Acción de las cargas exteriores. Procesos mecánicos
Acción de los cambios de humedad y temperatura
Acciones que generan desintegración del concreto
Acciones inducidas
Fallas típicas del proceso constructivo
Acción Sísmica
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Foto 2. Muestra el colapso de un depósito como consecuencia de las sobrecargas
excesivas.
1.1 Corrosión de Armaduras
La corrosión de armaduras es un proceso electroquímico que provoca la degradación
(oxidación) del acero en el hormigón. Los factores que afectan a este fenómeno están
asociados fundamentalmente a las características del hormigón, al medio ambiente y a la
disposición de las armaduras en los componentes estructurales afectados.
Los daños causados por corrosión de armaduras generalmente se manifiestan a través de
fisuras en el hormigón paralelas a la dirección de los refuerzos, delaminación y/o
desprendimientos del recubrimiento. En componentes estructurales que presentan un
elevado contenido de humedad, los primeros síntomas de corrosión se evidencian por
medio de manchas de óxido en la superficie del hormigón.
En la Foto 1.1.1 se presentan distintos casos de estructurales afectados por corrosión de
armaduras.
Los daños por corrosión pueden afectar la capacidad portante de los componentes
estructurales afectados, debidos fundamentalmente a la disminución de sección transversal
de las armaduras, la pérdida de adherencia entre el acero y el hormigón y a la fisuración
de éste. Así mismo, el progresivo deterioro de las estructuras por corrosión provoca
desprendimientos de material que pueden comprometer la seguridad de personas.
En la Figura 1.1.1 se muestran en forma esquemática las fallas típicas observadas en vigas
afectadas por distintos niveles de deterioro por corrosión de armaduras.
En la figura se presentan valores estimativas de disminución de sección transversal de
armaduras (∆∅) para los cuales sería factible observar este nivel de deterioro asumiendo
un hormigón de calidad estándar.
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a)
b)
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c)
Foto 1.1.1 Daños en estructuras de hormigón armado causados por corrosión. a)
Corrosión por cloruros en fachada de edificio, b) Corrosión por carbonatación en
estructura de hormigón armado, c) Corrosión por cloruros en pilote pretensado
1.1.1 El proceso de corrosión
La corrosión es un proceso que ocurre en fase acuosa, en el caso del hormigón
armado, el fenómeno tiene lugar en la solución existente en los poros interiores.
El fenómeno se observa con frecuencia en hormigones de baja calidad, elaborados
con altas relaciones agua – cemento y por consiguiente que presentan elevada
porosidad, así como en componentes estructurales afectados por humedad o ciclos
de mojado.
Figura 1.1.1. Representación esquemática de las patologías típicamente observadas en
vigas de hormigón armado afectadas por corrosión
La elevada alcalinidad que presenta la solución de los poros del hormigón (pH >
12/5) le provee al acero de un medio protector en el cual su velocidad de corrosión
(VC) es prácticamente nula. Esta condición se denomina pasividad siendo que los
valores de VC de las armaduras son inferiores a 1 µm/año. El estado pasivo de las
armaduras puede perderse debido fundamentalmente a la acción de dos
mecanismos; ataque por cloruros y pérdida de la alcalinidad en el hormigón.
1.1.2 Ataque por cloruros
La presencia de una concentración crítica (Cc) de iones cloruro en contacto con la
superficie de la armadura provoca la despasivación del acero y la corrosión
localizada de éste. El valor de Cc depende de diversos factores tales como: el pH,
el contenido de aluminato tricálcico (C3A) en el cemento y en casos del contenido
de humedad en el hormigón.
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El valor de contenido crítico de cloruros (expresado como cloruros totales o
solubles en ácido) generalmente adoptado en la práctica es Cc = 0.4 % en peso
respecto del contenido de cemento en el hormigón.
El ingreso de los iones cloruros al interior del hormigón puede deberse a la
interacción con el medio ambiente, al empleo de sales para el deshielo o a la
utilización de aditivos y/o agregado conteniendo este tipo de iones durante la
elaboración del hormigón.
1.1.3 Pérdida de alcalinidad en el hormigón
La disminución del pH en el hormigón (pH ≤ 9), provoca la pérdida de la pasividad
del acero. Este proceso puede ocurrir como resultado de la lixiviación de las
sustancias alcalinas existentes en los poros del hormigón o bien debido al proceso
de carbonatación. La carbonatación ocurre como resultado de la reacción química
entre el hidróxido de calcio Ca(OH)2 y otros álcalis (Sodio y Potasio) presentes en
la solución de los poros con el dióxido de carbono (CO2) atmosférico.
Como resultado de esta reacción se forma carbonato de calcio (CaCO3) y se
acidifica el hormigón. Este fenómeno avanza hacia el interior del hormigón a una
velocidad que es generalmente proporcional a t1/2, siendo t el tiempo.
El proceso de carbonatación ocurre con mayor rapidez en hormigones de baja
calidad y en ambientes cuya humedad relativa varía entre 50 y 70 %.
Sin dudas, uno de los procesos de corrosión más difíciles de identificar y predecir
en la práctica es el que ocurre ocasionalmente en el acero de alta resistencia
utilizado en las estructuras de hormigón post y pretensadas.
Este fenómeno se denomina Corrosión Bajo Tensión –CBT y se caracteriza por ser
de tipo localizado y no presentar pérdida de masa significativa. En consecuencia,
la CBT puede provocar la falla de elementos estructurales sin que se observen
signos visibles de corrosión en la estructura. El fenómeno esta asociado a la
aparición de fisuras que se propagan con relativa rapidez, provocando una rotura
de tipo frágil del material.
La susceptibilidad a la CBT depende en gran medida de la alcalinidad del hormigón
y del contenido de iones cloruro.
Este fenómeno puede ocurrir en hormigones que presentan valores de pH < 12.8 y
concentraciones de cloruros aún menores a los niveles establecidos como límite
para el inicio de la corrosión del acero en el hormigón armado.
En consecuencia, los componentes estructurales construidos con hormigones de
baja calidad, elaborados con aditivos que disminuyen su alcalinidad o expuestos a
ambientes con cloruros serán más propensos a presentar problemas de CBT.
1.1.4 Proceso de corrosión
Todo proceso de corrosión electroquímica requiere de la presencia de al menos
cuatro elementos, a) un ánodo, donde ocurre la oxidación del acero, b) un cátodo,
donde ocurre la reacción de reducción, c) un conductor eléctrico por donde circulan
los electrones liberados en el ánodo y consumidas en el cátodo y d) un electrolito,
donde ocurren dichas reacciones. En la Figura 1.1.2 se representa
esquemáticamente el proceso de corrosión de armaduras en el hormigón.
Los productos de corrosión del acero ocupan un volumen que es varias veces
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superior al del metal de origen. La acumulación de estos productos en la interface
entre el acero y el hormigón genera tensiones de tracción en este último que
provocan la fisuración y el posterior desprendimiento del recubrimiento.
Figura 1.1.2. Representación esquemática del proceso electroquímico de corrosión de las
armaduras en el hormigón
El tiempo de aparición de fisuras depende fundamentalmente de la calidad y el
espesor del recubrimiento de hormigón, así como del diámetro y la ubicación de la
armadura y del tipo de producto de corrosión generado. A modo de ejemplo, una
barra # 4 con un espesor de recubrimiento de aproximadamente 4 cm provocará
fisuras en el hormigón luego de producirse una disminución del 1 % en su sección
transversal.
1.2 Acción de las Cargas Exteriores. Procesos
Mecánicos
La acción de las cargas exteriores, como las definidas anteriormente, generan en el
hormigón armado un estado tensional complejo. Si analizamos un elemento
cualquiera de una estructura de hormigón armado, comprobamos que cada una de
sus secciones está sometida a una solicitación simple o, a una compuesta por varios
tipos de solicitaciones simples. Las solicitaciones simples son las denominadas de
tracción, de compresión, de flexión, de corte y de torsión.
De existir alguna deficiencia en una estructura de hormigón armado, ésta se
manifestará en la mayoría de los casos a través de una configuración de fisuras que
dependerá del tipo de solicitación actuando en ese sector. Por lo tanto, la
interpretación de las fisuras observadas en una estructura de hormigón armado nos
puede guiar, con cierta certeza, a encontrar las causas del problema (ver Figura 1.1.1
y Figura 1.2.2 ).
En base a la experiencia adquirida, podemos afirmar que en general en pocas
ocasiones es una única causa el origen de un determinado problema estructural; en la
mayoría de los casos, son varias las causas que lo generan.
Entre las causas más comunes y en general asociadas a un mayor compromiso
estructural, están aquellas ligadas a las cargas exteriores. La deficiencia puede tener
su origen en la etapa del proyecto, la construcción o la utilización, según veremos a
continuación:
Errores de proyecto:
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"
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Omisión de algún estado de carga.
Subvaluación de las acciones de las cargas.
Deficiencia en la combinación de los estados de carga.
Modelación errónea de la estructura resistente, tanto para cargas
estáticas como dinámicas.
Errores de ejecución:
"
"
"
Cargas prematuras sobre la estructura.
Cargas no previstas en el proyecto.
Deficiencias en el transporte y/o montaje de elementos premoldeados.
Errores de utilización:
"
"
"
Cargas no previstas o superiores a las de diseño
Cambios de uso que implican sobrecargas mayores.
Maquinarias o instalaciones que generan cargas dinámicas no previstas
En los puntos siguientes se analizan las configuraciones de fisuras generadas en
estructuras de hormigón armado por distintas solicitaciones, ya sean simples o
compuestas, que surgen como consecuencia de las acciones externas, funcionales o
ambientales, que se traducen en cargas (estáticas o dinámicas) que generan
procesos mecánicos.
Figura 1.2.1 Representación esquemática de las patologías típicamente observadas en
vigas de hormigón armado afectadas por corrosión
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Figura 1.2.2
1.2.1 Tracción axial
Este tipo de solicitación es poco frecuente en elementos de hormigón armado y
puede originar, si no se han realizado las verificaciones correspondientes a los
estados últimos de utilización, a numerosas e importantes fisuras, de configuración
perpendicular a las barras de acero principales (ver Figura 1.2.3 ). Estas fisuras se
forman prácticamente en forma simultánea, atraviesan generalmente toda la
sección del elemento estructural y suelen ubicarse en coincidencia con la posición
de la armadura transversal, como pueden ser los estribos y la armadura de
repartición.
El hormigón posee un buen comportamiento mecánico cuando está solicitado a la
compresión pero no ocurre lo mismo si se lo solicita a la tracción. Las tensiones
que puede resistir un hormigón traccionado están en el orden del 10 % de las de
compresión. Por esta razón y por la dificultad en contar con un hormigón sin
fisuras, se desprecia, en los cálculos de secciones de hormigón armado, la
pequeña resistencia a la tracción. Sin embargo esta pequeña resistencia del
hormigón a la tracción debe ser tenida en cuenta en las verificaciones de fisuración
y deformación, que forman parte de lo que denominamos estados límites de
utilización o servicio.
Existen pocos casos en que un elemento de hormigón armado se proyecte con una
solicitación simple a la tracción. Podemos mencionar entre ellos a los tensores
verticales en los entrepisos, tensores horizontales en fundaciones y sectores de
tanques de sección circular alejados de las zonas con perturbaciones de borde,
como son la base y la tapa.
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Figura 1.2.3
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Figura 1.2.4
1.2.2 Compresión axial
Un elemento de hormigón sometido a esfuerzos de compresión axial puede
manifestar distintas formas de fisuración que dependen de su esbeltez y del grado
de coacción transversal existente en sus extremos.
Estos efectos se pueden observar en los ensayos de laboratorio realizados con
probetas sencillas de hormigón simple. Si se pudiera eliminar totalmente el
rozamiento entre las caras de la probeta y los platos de la prensa utilizados para
introducir los esfuerzos, la compresión pura que se obtendría sobre dicha probeta
provocaría una rotura con fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo, formando
bielas o columnas en esa misma dirección (ver Figura 1.2.5 a). Si existe
rozamiento, como generalmente ocurre, las fisuras adoptan una forma distinta al
estar coartada la deformación transversal en los extremos; cuya configuración se
indica en la Figura 1.2.5 b.
En elementos estructurales más esbeltos se obtienen otras configuraciones de
fisuración (Figura 1.2.5 a, b y c) debido a otros factores como ser la posible
heterogeneidad del hormigón a lo largo del elemento, distribución no uniforme de
las tensiones de compresión debido a excentricidades de las cargas, etc. Resulta
importante indicar que las figuras muestran posibles estados de fisuración en el
momento de la rotura y no en condiciones de servicio. Una configuración como la
indicada en la Figura 1.2.5 d, formada por fisuras finas (anchos de
aproximadamente 0.1 mm) ubicadas juntas en una de las caras de una columna
esbelta, estaría indicando una situación peligrosa debido al pandeo del elemento
estructural.
La forma habitual de colapso de columnas de hormigón armado es la indicada en
la Figura 1.2.5 e y consiste en un estado de fisuración muy fina (fisuras del orden
de 0.05 a 0.15 mm), paralela a la directriz del elemento y no coincidente, en
general, con la ubicación de las armaduras. Estas fisuras aparecen en un estado
previo a la rotura cuando las cargas tienen un valor del orden del 85 al 90 % de la
capacidad resistente de la columna.
Para cargas cercanas a la de rotura en columnas con zunchos en espiral, primero
se desprende el recubrimiento pero el elemento puede aún seguir resistiendo más
pero a costa de grandes deformaciones.
En la práctica, los anchos de fisuras que pueden aparecer en las columnas en
situaciones previas a la rotura, pueden ser mayores si se aumenta la armadura, en
especial la transversal. Es decir, al aumentar el ancho de las fisuras previas al
colapso estamos aumentando su ductilidad y por ende la capacidad de aviso del
estado de agotamiento de la columna. Este es un aspecto muy importante a tener
en cuenta ya que las columnas de hormigón armado, por su naturaleza, tienen
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escasa capacidad de aviso ya que presentan una rotura de tipo frágil.
Por su función en el conjunto estructural, el colapso de columnas solicitadas a
compresión simple, o con pequeñas excentricidades, es la principal causa de
derrumbes generalizados de estructuras.
Las cargas de compresión concentradas, como por ejemplo la introducción de la
carga de una columna en una base, la introducción de una fuerza de pretensado,
etc., pueden generar fisuras de tracción de dirección paralela a los esfuerzos de
compresión. El efecto es similar al fenómeno de hendimiento que provoca la rotura
de las probetas cilíndricas en el ensayo denominado brasileño (ver Figura 1.2.6 ).
Figura 1.2.5
Figura 1.2.6
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1.2.3 Flexión y corte
Las fisuras generadas por flexión son las más frecuentes y, por lo tanto, las más
conocidas. Pueden aparecer a partir de una solicitación de flexión pura o por una
combinación de flexión y corte. Según la importancia relativa de ambos esfuerzos
será la posición e inclinación de las fisuras (ver Figura 1.1.1 y Figura 1.2.2 ).
En los casos de preponderancia de las solicitaciones de flexión, se obtienen las
configuraciones de fisuración indicadas progresivamente en la Figura 1.2.7 a, b y
c. En estas configuraciones, la fisuración por flexión se inicia en la armadura,
progresa en vertical hacia la fibra neutra y, en ciertos casos, al final se orienta
buscando el punto de aplicación de la carga deteniéndose al alcanzar la zona de
compresión. En general y cuando la armadura ha sido correctamente adoptada,
los elementos solicitados a flexión dominante tienen una gran capacidad de aviso a
través de un cuadro pronunciado de fisuración lo que le confiere características de
ductilidad.
En los casos de preponderancia de las solicitaciones de corte, se obtienen las
configuraciones de fisuración indicadas progresivamente en las figuras 1.2.8.a, b y
c. En estos casos, la fisuración por corte puede comenzar en el alma de la pieza o
en el cordón traccionado, avanzar por sus dos extremos o por el superior,
respectivamente, y llegar a afectar toda la altura de la pieza, dividiéndola en dos
partes.
Este proceso puede ser muy rápido dependiendo de la cuantía de armadura
existente, especialmente la transversal. De allí la necesidad de adoptar la
armadura correcta con el fin de aumentar su ductilidad permitiendo que se
desarrolle íntegramente la capacidad a flexión.
Las características principales de las fisuras generadas
diferenciarlas de las generadas por corte son las siguientes:
!
!
!
!
por
flexión
para
No afectan a toda la altura de la pieza, sino que llegan aproximadamente
hasta el eje neutro.
Aparecen en cierta cantidad y bastante cerca entre ellas, especialmente si el
acero utilizado es de alta adherencia.
Las fisuras tienden a desaparecer cuando se retiran las cargas que las
generan.
Son perpendiculares al eje del elemento y se inclinan en función del valor
del esfuerzo de corte.
Otro tema de interés es el denominado punzonamiento, esfuerzo con cierta
similitud con el de corte propio de los elementos lineales. A diferencia de la
solicitación por corte, el punzonamiento se genera en una estructura superficial,
en general plana, por introducción de una carga concentrada perpendicular a su
plano medio.
Los ejemplos típicos donde se presenta solicitación por punzonamiento son las
plateas de fundación, las bases aisladas y los entrepisos sin vigas. Las deficiencias
en la consideración de esta solicitación se manifiestan en configuraciones de
fisuración como las indicadas en la Figura 1.2.9 .
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Figura 1.2.7
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Figura 1.2.8
1.2.4 Flexión compuesta
Dentro de los casos de solicitaciones de flexión compuesta, es decir piezas
sometidas simultáneamente a un esfuerzo axial y un momento flexor,
consideramos dos comportamientos según la importancia relativa de ambas
solicitaciones.
Cuando se tienen piezas sometidas a momentos flexores significativos junto con
esfuerzos axiales reducidos, es decir piezas solicitadas a flexión dominante o gran
excentricidad relativa, el comportamiento es parecido al que se presenta en flexión
simple, tratado anteriormente.
Figura 1.2.9
En cambio, cuando las piezas están sometidas a un esfuerzo axial de compresión
importante y a un momento flexor reducido, es decir piezas solicitadas a
compresión dominante o pequeña excentricidad relativa, el comportamiento es
similar al de compresión centrada. En este caso, como ya se ha indicado, se
producen fisuras finas y paralelas entre sí y a la directriz de la pieza. El ancho de
las fisuras no supera en general 0.1 mm, y por lo tanto los pilares con
excentricidades de este tipo cuentan con poca capacidad de aviso de su estado
cercano a la rotura.
Para el caso de piezas sometidas a un esfuerzo axial de tracción importante y a un
momento flexor reducido, es decir piezas con tracción dominante, el
comportamiento tiene similitud al de tracción axial, ya descripto. Si bien no es un
caso muy común, puede presentarse en aquellos tensores horizontales con
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grandes esfuerzos axiales que también actúan como vigas que soportan pequeñas
cargas que le generan flexión.
1.2.5 Torsión
En las estructuras de hormigón armado cuando la resistencia a torsión de la pieza
no es necesaria para su equilibrio o la de otros elementos ligados a ella,
generalmente no se la tiene en cuenta, solo se contempla una armadura mínima, y
por tal razón se la considera una solicitación secundaria
Es decir, la torsión se considera como secundaria cuando la estructura puede
resistir con aceptable seguridad aún en el supuesto de que la rigidez a la torsión
de uno o más elementos de dicha estructura sea prácticamente nula. Si esto no
ocurre, la torsión pasa a ser una solicitación principal.
La torsión se presenta casi siempre acompañada por solicitaciones de flexión y
corte, generando tensiones tangenciales en la pieza, en forma similar a las
originadas por los esfuerzos de corte. De esto se desprende que la identificación
de los problemas de solicitaciones de torsión reviste aún mayores dificultades que
los planteados para las solicitaciones de corte.
Es importante mencionar que en la mayoría de los casos, las secciones con mayor
solicitación a la torsión coinciden con la de mayor solicitación al corte; de lo que se
desprende que en estos casos, la verificación se hace contemplando la
superposición de las tensiones generadas por los dos tipos de solicitaciones
simultáneamente.
La torsión en sí, genera en las piezas de hormigón armado fisuras a 45° en cada
una de las caras con una configuración de tipo helicoidal como la indicada en la
Figura 1.2.10 . Este tipo de fisuras suele observarse cuando no se han tenido en
cuenta los efectos de la torsión como solicitación secundaria o se ha tratado en
forma incorrecta la torsión como solicitación principal.
En el primer caso no se afectaría mayormente la seguridad de la estructura; en el
segundo caso, torsión como solicitación primaria, estaríamos ante la posibilidad de
falla de la pieza.
Figura 1.2.10
1.2.6 Impacto
El impacto de un cuerpo sobre una estructura puede tener distintas consecuencias
según sean las respectivas masas, las deformabilidades y la velocidad del
elemento que impacta.
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Impacto severo
Impacto Leve
Impacto Moderado
Foto 1.2.1
Cuando el objeto es pequeño y poco resistente e impacta a baja velocidad las
consecuencias para una estructura rígida serán insignificantes y en general solo se
traducen en roturas locales o descascaramientos. En caso inverso es decir objetos
de gran tamaño y rígidos desplazándose a gran velocidad pueden provocar daños
de consideración, como ser pérdida de rigidez, de resistencia, e incluso su colapso.
Los casos más comunes de daños leves son los impactos de vehículos en columnas
o tabiques de estacionamientos, playas de maniobras o depósitos, donde los
elementos estructurales son rígidos y las velocidades de circulación son
relativamente bajas.
Los casos típicos donde se producen daños importantes son los impactos de
camiones o vehículos de carga en general, sobre elementos estructurales de poca
rigidez como pueden ser los tirantes o las defensas de los puentes.
Las fotos ilustran las consecuencias de impactos de distinta importancia.
1.3 Cambios de temperatura y humedad
Para realizar el análisis del efecto de los cambios de temperatura y/o humedad sobre
el hormigón endurecido, es necesario acotar el enfoque a los rangos habituales que
pueden presentarse, excluyendo situaciones excepcionales como puede ser un
incendio y la acción de heladas. Estos casos se tratan en forma separada.
Analizaremos los cambios térmicos en el rango –3 °C a + 70 °C y las variaciones en el
contenido de humedad por procesos de mojado / secado al aire.
Lo que particularmente interesa conocer es la influencia de los cambios térmicos
invierno-verano y día-noche y los efectos de los procesos de secado y los ciclos de
humedecimiento-secado sobre la estabilidad volumétrica y la posibilidad de fisuración.
También se hará mención al caso de los hormigones masivos.
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La razón de analizar en forma conjunta estos dos fenómenos es que en situaciones
reales se producen gradientes de humedad y/o temperatura marcadamente no
lineales, cuyo tratamiento analítico y conceptual es similar.
1.3.1 Efectos de los cambios en la temperatura y el contenido de humedad
sobre la estabilidad volumétrica.
Los cambios de temperatura ocasionan variaciones de volumen, en forma similar a
lo que ocurre con cualquier sólido, es decir, se dilata cuando se calienta y se
contrae cuando se enfría. Algo similar ocurre con los cambios en el contenido de
humedad: el hormigón se “hincha” cuando se humedece y se contrae a medida
que se seca.
En primera instancia, considerando que estos fenómenos se manifiestan en forma
homogénea en toda la sección, sólo aparecerán tensiones si los vínculos, externos
o internos, impiden la libre deformación, tal como se ilustra esquemáticamente en
Figura 1.3.1 . Como vínculos externos se pueden citar otros elementos
estructurales vinculados, la fricción (en el caso de losas apoyadas sobre el piso),
apoyos fijos, etc. y como interno, la presencia de barras de armadura, cambios
bruscos de sección, etc.
La morfología de las fisuras es simple, son aproximadamente paralelas entre sí, sin
entrecruzamientos y se orientan perpendiculares a la tensión principal de tracción.
Dado que el hormigón se seca lentamente, este tipo de fisuras no aparece sino
después de varias semanas o incluso meses.
Siendo el hormigón mucho menos resistente a la tracción que a la compresión, es
evidente que interesa más evaluar las contracciones que las dilataciones, pues es
raro que un elemento falle porque su dilatación ha provocado la aparición de
tensiones de compresión excesivas.
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Figura 1.3.1 Fissuración por efecto de la contracción impedida
Prácticamente no hay recursos para evitar la contracción del hormigón, solo puede
minimizarse, por lo tanto si el hormigón está limitado en su contracción, la
ausencia total de fisuras es prácticamente imposible.
Con el objeto de aliviar estas tensiones y evitar la aparición de fisuras, usualmente
se diseñan juntas (de contracción o de dilatación) espaciadas convenientemente.
La Foto 1.3.1 muestra el aserrado de una junta.
Figura 1.3.2
La Figura 1.3.2 y la Figura 1.3.3 muestran una fisura de contracción provocada por
el efecto de la contracción impedida.
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Foto 1.3.1
Sin embargo, en muchas circunstancias puede generarse la fisuración sin que
intervengan vínculos aparentes. Esto ocurre cuando la distribución de humedad o
temperatura no es uniforme en el elemento, existen gradientes marcadamente no
lineales y se generan tensiones que pueden exceder la capacidad de deformación y
la resistencia a la tracción del material.
Foto 1.3.2
Foto 1.3.3. Detalle de la fisura
La distribución “no lineal” de temperatura o humedad introduce mayores
diferencias en las deformaciones de capas adyacentes cercanas a la superficie,
constituyendo una causa potencial de fisuras, aun cuando el análisis de las
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condiciones “promedio” no indiquen condiciones de riesgo. La Figura 1.3.2 señala
la diferencia entre ambos encuadres.
Figura 1.3.3. Fissuración por efecto de la contracción impedida
Grandes diferencia en el contenido
de humedad o de temperatura
entre capas adyacentes cercanas
a la superficie pueden generar
fisuras.
Pequeñas
diferencias
en
el
contenido
de
humedad
/
temperatura
entre
capas
adyacentes
cercanas
a
la
superficie no conducen a la
figuración.
Figura 1.3.4. Fissuración por efecto de la contracción impedida
Es muy común observar un “mapeo” o “cuarteado” de superficies hormigonadas,
en las que el ancho de fisuras es muy pequeño pero abarcan prácticamente toda la
superficie. Este defecto puede manifestarse cuando el hormigón se “seca” muy
rápido (tiempo seco y ventoso) o cuando se “enfría” muy rápido (retiro del
encofrado en tiempo frío).
Otra situación que puede darse con cierta frecuencia es que un elemento
estructural sea de sección variable. Una vez que se desmolda, las partes delgadas
se secan más rápido que las partes gruesas, contrayéndose antes. Las partes
gruesas constituyen un vínculo interno y se pueden originar fisuras que arrancan
justamente en el encuentro entre las partes gruesas y delgadas. En una sección
como la que se esquematiza en la Figura 1.3.5 , el ala se seca más rápido que el
alma, contrayéndose. El alma actúa como vínculo “interno”, provocando fisuras en
el ala, que arrancan desde el alma.
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Figura 1.3.5 Fissuras en elemento estructural de sección variable
Un efecto similar ocurre cuando se desmolda un elemento de hormigón y hay una
gran diferencia entre la temperatura del hormigón y la del aire (hormigón caliente
y aire frío). La superficie expuesta del hormigón se enfría rápidamente,
contrayéndose y la parte interna no, imponiéndole consecuentemente una
restricción a la libre deformación. Esto genera tensiones de tracción sobre el
hormigón externo que pueden generar una fisuración superficial con aspecto de
mapeo.
Un caso particular y sobre el que hay mucha bibliografía es el del “hormigón
masivo”, armado, y en cuyo caso el control de las causas de fisuración suele ser
un tema crítico.
El problema puede resumirse en forma sencilla como sigue: los grandes
volúmenes de hormigón tienen gran dificultad para disipar el calor, por lo que la
temperatura aumenta a causa del calor generado en las reacciones de hidratación
del cemento. La condición final de equilibrio térmico podría asociarse a la
temperatura media anual. En el proceso de enfriamiento se pueden producir
tensiones, tanto por vínculos externos o internos, que fisuran el hormigón.
Con este objetivo pueden adoptarse distintas acciones: reducir al máximo el
contenido de cemento, emplear un cemento de bajo calor de hidratación, reducir
la temperatura de colocación del hormigón o, incluso, emplear técnicas de postenfriado.
En estructuras cuya menor dimensión supera los 70-80 cm., deberían
contemplarse estos fenómenos, aunque si existe armadura, ésta puede diseñarse
además para el control del ancho de las fisuras, mejorando aún más la solución del
problema.
Foto 1.3.4. Fisuras por
enfriamiento prematuro y contracción por secado de una
losa
Foto 1.3.5. Fisuras por
contracción impedida de
origen térmico de un muro
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1.3.2 Efecto de la repetición de ciclos térmicos o ciclos de mojado-secado
La acción cíclica de cambios térmicos o de mojado y secado provoca una acción
perjudicial por acumulación de efectos. Las fisuras pueden no ser importantes en
relación al deterioro, pero ciertamente sirven de vías de acceso a distintos agentes
agresivos (aguas, sales, ácidos, aire, etc.) y consecuentemente afectar su
durabilidad.
1.4 Acciones que Generan Desintegracion del
Hormingón
1.4.1 Acción de las bajas temperaturas sobre el hormigón – Efecto de ciclos
de congelamiento y deshielo
La acción de las bajas temperaturas debe considerarse en dos situaciones que
pueden o no coexistir:
Ocurren en el momento de la elaboración, colocación y compactación del
hormigón y horas posteriores, hormigón “joven”, cuya resistencia a la compresión
es inferior a 4 MPa.
Constituyen una condición de servicio durante la vida útil del hormigón, por la
repetición de ciclos de congelamiento y posterior deshielo, estando saturado el
hormigón.
En ambos casos, la causa básica del deterioro puede asociarse con la expansión de
volumen que sufre el agua al congelarse, pero los mecanismos de prevención del
deterioro y las consecuencias del daño son diferentes.
Para el caso a) el hormigón fresco o muy joven se congela con temperaturas
cercanas a 0°C, debiendo tenerse presente situaciones particulares que agravan la
situación, tales como la presencia simultánea de viento, pequeñas dimensiones del
elemento estructural, el bajo contenido de cemento o la reducida temperatura
inicial de la mezcla.
No hay mecanismo alguno para proteger al hormigón joven del deterioro por
congelamiento, el único recurso práctico es evitar que se congele calentando los
componentes, previniendo la pérdida de calor, utilizando mayores contenidos de
cemento, evitando secciones muy delgadas, etc.
El caso b) es más interesante desde el punto de vista de la condición de servicio
de la estructura, pues las bajas temperaturas constituyen una condición de
exposición particular.
Como ya se mencionó, de una manera simplista puede asociarse el daño a la
aparición de tensiones provocadas por la formación y expansión de hielo dentro de
la estructura del hormigón endurecido. Surge así, en forma natural, la primera de
las condiciones de ocurrencia de daño: que la temperatura sea lo suficientemente
baja como para provocar el congelamiento del agua ubicada en los capilares (de
variados tamaños).
Dado que el agua no está a la presión atmosférica sino que está sometida a
diferentes grados de tensión en función del diámetro del capilar que ocupa, las
temperaturas para provocar su congelamiento son inferiores a 0 °C y los cristales
de hielo no se forman simultáneamente en todo el volumen.
Como dato práctico, podemos preocuparnos por temperaturas inferiores a -5 °C.
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La Figura 1.4.1 ilustra estos conceptos.
Otra consideración útil es la condición de humedad del hormigón en el momento
del congelamiento. Existe un contenido de humedad crítica por debajo del cual no
ocurren daños, que se designa “saturación crítica”.
Para comprender este concepto, retomaremos la simplificación de que las
tensiones son provocadas por el aumento de volumen del agua al congelarse. Este
aumento de volumen es de aproximadamente el 10 %, por lo que si el hormigón
tuviera un 10 % de poros capilares con aire (saturación menor al 90 %), al
congelarse el agua ocuparía el vacío disponible, sin introducir tensiones
perjudiciales en el material.
En distintas experiencias de laboratorio se ha demostrado que ese nivel crítico es
de aproximadamente el 92 % para morteros, pudiendo variar algo para
hormigones, tal como se visualiza en Figura 1.4.2 .
Figura 1.4.1. Temperatura de congelamiento para el agua ubicada en los poros del
hormigón
La otra característica a contemplar en el deterioro por congelamiento del hormigón
endurecido es que el daño no es inmediato, sino que son necesarios numerosos
“ciclos” de congelamiento y deshielo
Desde el punto de vista práctico, esta consideración nos llevaría a descartar daños
en un hormigón que está emplazado en una localidad donde la ocurrencia de
temperaturas bajas es ocasional. Además, debe tenerse presente que deberán
coincidir las bajas temperaturas con la condición de saturación del hormigón
superior al nivel crítico para que progrese el deterioro.
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Figura 1.4.2 Contracciones medidas en morteros con distintos niveles de saturación de
humedad
La metodología habitual para evaluar el deterioro progresivo es medir la velocidad
de pulso ultrasónico, por ser un ensayo no destructivo. La reducción en la
velocidad del pulso es una evidencia del deterioro que se produce. La Figura 1.4.3
muestra el ritmo de deterioro progresivo del hormigón, evidenciado por la
disminución en la velocidad de transmisión de un pulso ultrasónico, a medida que
se acumulan los ciclos.
Figura 1.4.3 Deterioro progresivo del hormigón, por ciclos de congelamiento y deshielo
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Figura 1.4.4 Diagrama para interpretar las condiciones de ocurrencia de daño
Finalmente, si tenemos en cuenta todos estos conceptos, podremos definir
claramente las situaciones que exigen la prevención del deterioro asociado a los
ciclos de congelamiento y deshielo, lo que se consigue mediante la incorporación
de aire intencionalmente incorporado, tal como se muestra en Figura 1.4.4 .
El aire intencionalmente incorporado proporciona “centros de alivio de tensiones”,
para lo que debe estar distribuido uniformemente, formando burbujas pequeñas
dentro de la masa. Por esto, es indispensable emplear un aditivo químico en la
mezcla, denominado “incorporador de aire”.
Aspectos típicos del deterioro por ciclos de congelamiento y deshielo
Internamente, las tensiones provocadas inducen fisuras que se propagan por la
pasta (matriz), vinculando poros pero bordeando los agregados. La Foto 1.4.1 es
elocuente al respecto.
Foto 1.4.1 Imagen digital de un corte delgado de hormigón con aire incorporado que
muestra una fisura originada por efectos del congelamiento.
Dado que el daño está asociado con altos contenidos de humedad y exposición a
bajas temperaturas, macroscópicamente se manifiesta con dos tipologías
diferentes: descascaramientos superficiales (“scaling”) y fisuras paralelas o
subparalelas a las zonas más húmedas.
En el caso de pavimentos dañados, la zona más húmeda corresponde a las juntas,
por lo que allí se centran los fenómenos de fisuración. Observado desde el aire,
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puede adivinarse una letra “D”, identificándose en inglés como “D-cracking”. La
Foto 1.4.2 ilustra la coincidencia entre el deterioro superficial del hormigón y las
zonas de acumulación de agua.
Foto 1.4.2 Pavimento deteriorado superficialmente (descamación) en
coincidencia con las zonas de acumulación de agua.
1.4.2 Acción del fuego sobre las estructuras de hormigón armado
El efecto del fuego sobre las estructuras de hormigón es un problema complejo y
parte de esa complejidad se debe a que, en el hormigón, que es un material
compuesto, los distintos componentes no reaccionan de la misma forma ante la
acción de las altas temperaturas.
El grado de alteración que se puede producir en el hormigón y sus componentes
va a depender principalmente del nivel de temperatura alcanzado, del tiempo de
exposición y de la composición del hormigón.
Para realizar los estudios de los efectos producidos sobre una estructura o un
elemento constructivo, es necesario modelar un fuego real, ya que cada incendio
es un proceso diferente de otro, donde intervienen numerosas variables, como el
tipo y la disposición espacial de los materiales combustibles, la ventilación, las
posibles barreras o compartimentos que puedan existir, el carácter y la disposición
de los medios contra incendios o la rapidez y eficacia de los servicios de bomberos.
Por lo tanto, en caso de incendio, las evaluaciones o comprobaciones de seguridad
de una estructura de hormigón o de sus elementos componentes, se deben
realizar sobre modelos muy simplificados con respecto a la situación teórica real,
siendo aún así, de importancia las conclusiones que se puedan sacar, a la hora de
realizar evaluaciones sobre estructuras dañadas en siniestros reales.
Podemos analizar los efectos producidos por el fuego sobre el hormigón armado
teniendo en cuenta los efectos que se producen sobre las características del
hormigón, las características del acero, la vinculación que existe entre ambos en el
hormigón armado, las consecuencias cuando las dilataciones están total o
parcialmente impedidas y los esfuerzos producidos como consecuencia de los
gradientes térmicos.
Alteraciones producidas en el hormigón
El calor específico (cantidad de calor necesaria para elevar a una cierta
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temperatura una determinada masa de sustancia, se expresa en J/kg.K) del
hormigón normal, aumenta con la temperatura.
En la Figura 1.4.5 se observa un pico al alcanzarse los 100º C, debido al calor
absorbido por el agua intersticial mientras se evapora.
Esto produce un retardo en el pasaje del calor hacia el interior de la masa. Pero
como contrapartida de este efecto positivo de la humedad, la evaporación del agua
contenida en los poros no accesibles hace que se produzca un fuerte incremento
de la presión interna, que puede originar desprendimientos explosivos del
hormigón del recubrimiento (spalling), de allí la importancia de su espesor.
Figura 1.4.5
La conductividad térmica del hormigón es baja, siendo inferior en hormigones
ligeros que en los fabricados con agregados calizos, y menor en estos que en los
fabricados con agregados silíceos. Ver Figura 1.4.6 .
Figura 1.4.6
El coeficiente de dilatación térmica es variable con los distintos tipos de
hormigones y con la temperatura. Ver Figura 1.4.7 .
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Figura 1.4.7
Desde la temperatura ambiente hasta una temperatura de aproximadamente 500º
C, las dilataciones producidas en el hormigón con agregados silíceos y en el acero
son muy similares.
El aspecto del hormigón normal de cemento Portland sufre una serie de cambios al
ser sometido a altas temperaturas que pueden permitir a un experto tras el
incendio y en un primer examen visual, apreciar cualitativamente el daño
producido.
!
!
!
Entre 300 y 600º C, tonalidad rosácea, por alteración de los compuestos de
hierro. El hormigón pierde hasta 60% de la resistencia inicial a la
compresión.
Hasta 900º C, color gris claro. A esas temperaturas se ha comenzado a
degradar los compuestos del conglomerante endurecido. El hormigón se
vuelve poroso y friable. Al enfriarse la superficie de las piezas mientras el
interior permanece muy caliente, se producen una serie de fisuras que se
cortan ortogonalmente (fisuración en piel de cocodrilo). El hormigón pierde
entre el 60 y el 90% de la resistencia inicial.
Por encima de los 900 º C, el hormigón adquiere un tono blancuzco a
amarillento. Carece de resistencia residual alguna.
Alteraciones producidas en el acero
La capacidad última del acero disminuye con la temperatura, pero la deformación
máxima permanece estable en torno al 2,5% y el diagrama tensión-deformación
resulta alterado para temperaturas muy inferiores a las que producen la
disminución de la capacidad última.
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Figura 1.4.8
Si el acero ha estado sometido a temperaturas inferiores a los 600º C, al enfriarse
recupera prácticamente la totalidad de su capacidad inicial.
Los aceros de dureza natural, recuperan prácticamente la totalidad de su
capacidad resistente tras el enfriamiento habiendo alcanzado temperaturas de
hasta 1000º C.
Los aceros deformados en frío, presentan una pérdida en su resistencia residual
de hasta un 25-30% para temperaturas del orden de los 700º C.
Los aceros de pretensado pueden alcanzar pérdidas mayores. Además, como
muchas veces estos aceros se usan en viguetas y losas prefabricadas, con muy
poco revestimiento de las armaduras, en caso de incendio alcanzan elevadas
temperaturas muy rápidamente.
El enfriamiento brusco de las armaduras expuestas por el agua de los trabajos de
extinción puede producir a su vez, el templado y la fragilización del acero.
La reducción de la capacidad resistente de los materiales se puede observar en el
gráfico de la Figura 1.4.9 .
Figura 1.4.9
Alteraciones producidas en la adherencia acero - hormigón
La evaluación de la pérdida de adherencia de las armaduras en una estructura de
hormigón armado afectada por un incendio resulta un tema crítico.
El hormigón y acero tienen aproximadamente el mismo coeficiente de dilatación
térmica, lo que hace óptimo su utilización conjunta. Sin embargo, sus coeficientes
de transmisibilidad difieren bastante, el acero es un buen conductor del calor,
mientras que el hormigón es un aislante térmico.
Cuando por alguna razón, foco de fuego localizado o pérdida del recubrimiento en
algún sector, se originan calentamientos localizados de las armaduras, el acero
transmite rápidamente el calor, produciéndose la dilatación de las barras en zonas
en que el hormigón todavía está relativamente frío. Se producen así compresiones
que superan ampliamente la capacidad resistente del hormigón, que se micro
fisura en una zona tubular que envuelve a la barra. Mientras las temperaturas
permanecen altas, el acero sigue comprimiendo al hormigón y aunque puede
quedar oculto el descenso en la capacidad del anclaje, las condiciones de
adherencia estarán irreversible y gravemente dañadas. (Figura 1.4.10 ).
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Esto hace que en el análisis de la capacidad residual de la estructura tras un
incendio, generalmente sean determinantes las condiciones de adherencia.
Figura 1.4.10
Foto 1.4.3. Estado de una estructura después de sufrir incendio
Deformaciones impedidas
Cuando en una estructura aparecen zonas con altas temperaturas, esta responde
al incremento de temperatura con una aumento en la longitud de los elementos
afectados. De este modo, pueden aparecer esfuerzos importantes en las cabezas
de las columnas por dilatación de las vigas que concurren a ellas o en las paredes
cuando soportan losas afectadas.
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Gradiente térmico
Cuando una pieza de hormigón se calienta (Foto 1.4.3 ) aparece un gradiente de
temperaturas medio, que genera una deformación diferencial de las distintas fibras
de la sección, donde las fibras más calientes se alargan (en general en las losas o
vigas son las fibras inferiores).
Foto 1.4.3 muestra la rotura de la esquina de una losa como consecuencia de un
incendio en el espacio interior. Como se ve la rotura es equivalente a la generada
por una carga en el piso superior.
Si este alargamiento no está limitado se produce un aumento de las flechas
(curvatura de la pieza en el mismo sentido de los momentos positivos). Si la pieza
tiene la deformación limitada en los extremos se produce un aumento de los
momentos negativos, porque genera compresiones en la cara inferior de la pieza,
de este modo, se pueden producir tracciones en la cara superior en zonas en que
no hay armaduras suficientes para absorberlas.
Al incrementarse los momentos negativos se incrementa la profundidad de las
zonas comprimidas en sectores que pueden estar muy solicitadas como por
ejemplo aquellos próximas a los apoyos de las vigas.
También hay que tener en cuenta que las fibras sometidas a altas temperaturas
tienen su capacidad y su módulo de deformación inferiores a las iniciales, lo que
exige mayor profundidad de la zona comprimida. Esto va en contra de la ductilidad
de la sección, necesaria para acompañar los giros que exige la nueva distribución
de momentos flectores en la pieza para descargar el aumento de los momentos
negativos, con lo que se puede producir el aplastamiento con rotura frágil del
hormigón.
El gradiente térmico del hormigón no es uniforme, debido a su baja conductividad
térmica. Por este motivo, las distintas fibras de la sección sufrirían una
deformación que conduciría a una sección no plana, por lo que se generan
tensiones rasantes entre las fibras para compensar ese efecto, que pueden
generar debilitamientos internos que afectan la capacidad de los elementos.
Finalmente, el nivel de daño producido en la estructura de un edificio de hormigón
armado puede ser tal que le haga perder la estabilidad, pero en caso de no ser así,
es necesario definir el grado de afectación que presenta la estructura para decidir
la demolición o la reparación. Ver Foto 1.4.5 .
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Foto 1.4.5 Daño producido en la estructura de un edificio de H.A
Uno de los medios más comúnmente empleados para constatar el grado de
afectación de una estructura, es el de la auscultación por ultrasonido
complementado con la rotura de probetas de hormigón extraídas de la estructura
a analizar, pero esto debe estar respaldado por profesionales con gran experiencia
en el tema.
1.4.3 Ataque por ácidos y bases
La pasta de cemento es un material fuertemente alcalino (pH > 12,5), por lo
tanto, normalmente no se encontrará un ataque específico por materiales básicos.
Altas concentraciones de materiales alcalinos al entrar en contacto con el
hormigón durante procesos industriales causan deterioro solamente a través de
procesos que no provienen de la reacción química directa con iones hidroxilos, tal
como la reacción álcali-sílice.
La situación es enteramente diferente para las soluciones ácidas, que atacan
directamente materiales básicos como el hormigón. La consecuencia del ataque de
ácidos es la desintegración de la pasta de cemento, quedando expuestos los
agregados. Si éstos fueran de tipo calcáreo, también podrían verse atacados. En
las Foto 1.4.6 y Foto 1.4.7 se puede observar el aspecto superficial de dos
hormigones atacados.
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Foto 1.4.6 Aspecto de un hormigón atacado por ácidos. Se nota que el agregado silíceo,
quedó expuesto en la superficie pero no fue atacado químicamente
Como efecto secundario pero no menos importante hay que destacar la reducción
de la alcalinidad y la consiguiente pérdida de pasivación de las armaduras,
quedando expuestas a fenómenos corrosivos.
Foto 1.4.7 Aspecto de un hormigón atacado por ácidos. Se ve que el agregado, calcáreo,
también fue atacado químicamente
Condiciones de ocurrencia
Generalmente, no son comunes en el terreno aguas ácidas naturales, estando
reducidas a regiones pantanosas o húmedas, donde existe descomposición de
materia orgánica.
Aguas ácidas pueden encontrarse en zonas cercanas a terrenos de relleno y en
lugares donde hay almacenamiento de residuos mineros. Los residuos agrícolas e
industriales, particularmente procedentes de la industria alimenticia o de
procesamiento de animales, pueden provocar condiciones altamente ácidas.
La acidez de las aguas naturales se debe generalmente al anhídrido carbónico
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(CO2) disuelto, que se encuentra en concentraciones considerables en aguas
minerales, agua de mar y aguas subterráneas en contacto con vegetales o
animales en descomposición.
Aguas con un contenido de CO2 de 15 a 40 mg/dm3 son consideradas normales;
sin embargo se encuentran con frecuencia concentraciones del orden de 150
mg/dm3. Como referencia, el agua de mar contiene de 35 a 60 mg/dm3 de CO2.
Como regla general, cuando el pH del agua subterránea o de mar sea mayor o
igual que 8, la concentración de CO2 es insignificante; cuando el pH es menor que
7, pueden existir concentraciones de CO2 dañinas. La determinación del índice de
Baumann-Gulli modificado puede aportar información significativa cuando se
sospeche condiciones de ataque por aguas ácidas.
De acuerdo con el tipo de ácido que se trate, la situación será más o menos
comprometida. Al ingresar el ácido dentro de la masa del hormigón, si las sales
formadas son insolubles y expansivas, pueden provocar el deterioro del hormigón.
Si por el contrario, los productos resultantes son solubles, se produce un paulatino
incremento de la porosidad y se acelera el proceso de desgaste y deterioro, tal el
caso de desagües o líquidos que fluyen a través o sobre el hormigón.
En el Cuadro 1.4.1 se indican algunos ejemplos de ácidos que forman sales solubles e
insolubles.
Cuadro 1.4.1 Ataque ácido al hormigón
Acido
Fórmula
Ocurrencia
Acidos agresivos que forman sales de calcio solubles
Acido
HCl
Industria química
clorhídrico
Acido nítrico
HNO3
Industria de fertilizantes
Acido acético
CH3CO2H
Procesos de fermentación
Acido fórmico
H.CO2H
Acido láctico
C2H4
Industria de alimentos y
teñidos
Industria lechera
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(OH).CO2H
Acido tánico
C76H52O46
Industria del tanino, aguas
pantanosas
Acidos que forman sales insolubles
Acido fosfórico H3PO4
Industria de fertilizantes
Acido tartárico [CH
(OH).CO2H]2
Industria vitivinícola
Los azúcares en solución generan ácidos por procesos fermentativos, por lo que no
deben entrar en contacto directo con el hormigón por períodos prolongados. No
sólo se disuelve el hidróxido de calcio sino que los componentes de la pasta
responsables de la resistencia mecánica también resultan atacados en forma
progresiva.
La velocidad del ataque depende de otros factores, acelerándose con el incremento
de temperatura. Asimismo, debe tenerse en cuenta que los agentes químicos
corrosivos pueden atacar al hormigón solamente en presencia de agua. En el
Cuadro 1.4.2 se pueden apreciar las distintas velocidades de ataque de algunos
ácidos.
Cuadro 1.4.2 Velocidad de ataque al hormigón de algunas sustancias químicas
Vel. de ataque a
Acidos
Acidos
Soluciones
temp. ambiente inorgánicos orgánicos
alcalinas
Rápida
Clorhídrico
Acético
---
Moderada
Lenta
Fluorhídrico
Fórmico
Nítrico
Láctico
Sulfúrico
Fosfórico
Tánico
Carbónico
---
Hidróxido de
sodio 20 %
---
Oxálico
Tartárico
Varios
---
Nitrato y sulfato Bromo
de amonio
(gas)
Sulfatos de
sodio, magnesio
y calcio
Hidróxido de
Cloruro de
sodio 10-20 % amonio y
magnesio
Hipoclorito de
sodio
Despreciable
Soluciones
salinas
Cloruro de
aluminio
Cianuro de sodio
Sulfito
líquido
Cloro (gas)
Agua de
mar
Agua dulce
Hidróxido de
Cloruro de calcio Amoníaco
sodio 10 % (*) y sodio
líquido
Hipoclorito de
sodio
Hidróxido de
amonio
Nitrato de zinc
Cromato de sodio
(*) Evitar el uso de agregados silíceos ya que son atacados por soluciones concentradas
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de Hidróxido de sodio.
1.4.4 Acción de los sulfatos
Los sulfatos en solución acuosa atacan a los hormigones de cemento portland
provocando reacciones expansivas que pueden conducir al deterioro del elemento
estructural. Los iones sulfato pueden estar presentes tanto en soluciones ácidas,
caso del ácido sulfúrico, en soluciones alcalinas como el sulfato de amonio o en
sales, entre las que puede mencionarse los sulfatos de calcio, de magnesio y de
sodio.
Se debe separar entonces el proceso de ataque específico del ión sulfato del que
corresponde a la especie química o al catión. Por este motivo nos referiremos
estrictamente al efecto perjudicial del ión sulfato, independientemente del tipo de
especie química.
El mecanismo de daño se asocia a la formación de compuestos expansivos,
típicamente la etringita secundaria y yeso cristalizado. La Foto 1.4.8 ilustra las
expansiones que se producen.
Foto 1.4.8 Expansión de mortero causada por ataques por sulfatos
La severidad del ataque está condicionada por la velocidad de ingreso de la
solución al hormigón, la concentración de esa solución, la especie química
propiamente dicha y el tipo de cemento empleado.
Velocidad de ingreso:
En la actualidad, se considera que los hormigones de baja permeabilidad, es decir,
con baja relación agua/cemento, bien compactados y bien curados, son poco
susceptibles de ser atacados por sulfato y los casos reales documentados de
deterioro corresponden a hormigones porosos y con deficiencias de curado.
Concentración del ión sulfato en la solución:
La concentración del ión sulfato en solución es determinante de la severidad del
ataque, pudiéndose definir distintos grados de severidad en función del contenido
de mg de sulfato por cada 1000 g de solución. Al respecto, puede encontrarse
información complementaria en distintos reglamentos.
Especie química propiamente dicha:
Tal como se indicara en un párrafo anterior, al estimar la agresividad potencial de
las solución de sulfato debe tenerse en cuenta la especie química, sea ácido o
base, y el catión que acompaña al sulfato, sea éste sodio, calcio, magnesio u
otros.
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Para cada caso, aunque el ataque específico por sulfato es similar, debe tenerse en
cuenta el conjunto de productos de reacción, ya que pueden ocurrir mecanismos
que incrementan la severidad del daño. Un ejemplo típico lo constituye el ataque
por ácido sulfúrico, que debe considerarse tanto desde el punto de vista de ataque
ácido como por ión sulfato.
Tipo de cemento empleado:
Es frecuente asociar la susceptibilidad de daño al contenido de fases aluminato
presentes en el cemento con que se elabora el hormigón y así lo entiende la
normativa, que establece los contenidos máximos de fases aluminato para
considerar que un cemento es de alta resistencia a los sulfatos.
Sin embargo, se está imponiendo la tendencia a evaluar el comportamiento de los
cementos con un enfoque más realista, a partir de ensayos normalizados que
evalúan las expansiones efectivamente producidas.
Al respecto, cabe indicar que los cementos con adición suelen presentar
comportamientos satisfactorios frente al ataque leve y moderado por sulfatos.
Ataques por sulfatos en agua de mar
El agua de mar contiene sulfatos en solución. Esto hace que se encuentren algunas
especificaciones de obra que indican, erróneamente, el empleo de cementos con
alta resistencia a los sulfatos.
La presencia del conjunto de sustancias disueltas en el agua de mar y
particularmente los iones cloruro modifica la situación, limitando la severidad del
ataque. Además, cuando se trata de estructuras armadas, el ingreso de cloruros
conduce a la corrosión de las armaduras, proceso mucho más severo que el
ataque potencial por los iones sulfato.
Por este motivo no debe especificarse el uso de cementos de alta resistencia a los
sulfatos porque son más permeables a los iones cloruro.
La corrosión de las armaduras es un problema más severo que el ataque al
hormigón.
Foto 1.4.9 Hormigón atacado por agua de mar
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1.4.5 Reacciones deletéreas de los agregados
Aunque en primera instancia se asume que los agregados de hormigón son
inertes, a menudo interactúan con el medio en el que están inmersos (la pasta de
cemento) y producen reacciones expansivas que pueden deteriorar el hormigón.
El tipo de reacción está asociado a la mineralogía y origen del agregado, por lo que
en distintas regiones geográficas son más comunes algunos tipos de reacción que
otras.
Entre las reacciones perjudiciales de los agregados pueden citarse:
!
!
!
!
Reacción álcali-agregado, que incluye a la reacción álcali-sílice y
álcali-carbonato
Reacción expansiva de basaltos contaminados con arcillas
expansivas
Reacción deletérea de agregados calcáreos en presencia de sulfatos
con formación de thaumasita
Reacción expansiva de piritas
El mecanismo de reacción es complejo y en cada caso involucra condiciones de
ocurrencia particulares pero generalmente está asociado a hormigones con
saturación permanente o semi permanente.
La Foto 1.4.10 y Foto 1.4.11 muestran estructuras presumiblemente afectada por
reacción álcali-agregado. Notar que en ambos casos, el hormigón se encuentra
saturado.
Foto 1.4.10
Foto 1.4.11
En algunos casos, los efectos se manifiestan luego de varios años (más de 15) de
construidas las estructuras y esta característica hace que sean difíciles de predecir
en lapsos razonables en condiciones de laboratorio. Por este motivo, se designa
como “potencialmente reactivos” a aquellos minerales o agregados con mayor
probabilidad de reacción o cuya reacción es más violenta.
Prácticamente no existen mecanismos para detener las reacciones una vez que
han comenzado, por lo que es necesario actuar en forma preventiva, asegurando
la aptitud de los agregados que se empleen al elaborar el hormigón. En este
punto, es importante la participación de geólogos especializados en agregados
para hormigón. Es útil comentar también que los especialistas señalan que los
ensayos confiables para confirmar la aptitud de un agregado tienen una duración
de 6 meses a un año.
El procedimiento para efectuar un diagnóstico certero de este tipo de reacciones
constituye toda una especialidad y hay que recurrir a técnicas sofisticadas y a
especialistas en la materia. No debe cometerse el error, bastante común, de
efectuar un diagnóstico de este tipo de acción deletérea basándose en la
morfología de la fisuración.
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Como medida orientativa podríamos decir que si no es posible atribuir el daño a
otras causas más sencillas de evaluar (secado prematuro, fisuración plástica,
efectos de congelamiento, ataques por sulfatos, etc.), deberá iniciarse una
investigación profunda tomando muestras del hormigón para efectuar exámenes
petrográficos y mineralógicos del agregado.
Recién entonces, si se considera que éstos fueran potencialmente reactivos, se
completa la batería de ensayos con métodos complementarios, los que deben ser
conducidos e interpretados por especialistas.
1.4.6 Abrasión y desgaste
Las acciones asociadas a esfuerzos que provocan un desgaste de la superficie
expuesta del hormigón se pueden agrupar como fenómenos de abrasión y
desgaste, aunque más específicamente se considera abrasión cuando hay una
acción mecánica por arrastre de sólidos sobre la superficie.
El arrastre de sedimentos en un canal revestido, la acción de neumáticos
protegidos con cadenas o clavos para la circulación sobre superficies congeladas,
el transporte de sólidos en una tubería de conducción y la situación de un
vertedero de una presa son situaciones típicas donde se produce la erosión.
En general, salvo estructuras particulares como las mencionadas, están
particularmente sujetos a desgaste los pisos industriales y los pavimentos en
general. La acción de las ruedas macizas de los autoelevadores para el manipuleo
de pallets es sumamente enérgica y puede provocar el deterioro progresivo de la
superficie de rodadura.
La Foto 1.4.12 ilustra el desgaste de un pavimento en zona fría, por acción de las
cadenas y clavos de los neumáticos. Se ve claramente la huella de desgaste que
coincide con el tránsito.
Foto 1.4.12 Desgaste de un pavimento en zona fría
En rasgos generales, la resistencia al desgaste está asociada a la resistencia
intrínseca del hormigón, pero es particularmente importante la calidad y dureza
del agregado empleado y la eficiencia del curado superficial. Las operaciones de
terminación y acabado superficial deben realizarse sin el agregado de agua
adicional y evitando remezclar el agua exudada. Para mejorar la resistencia a la
abrasión se pueden usar endurecedores minerales y/o químicos o emplear
hormigones especiales (con fibras de acero, por ejemplo).
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En muchos casos, la acción mecánica se suma a ataques químicos que debilitan la
pasta de cemento, haciendo mucho más severo el ataque.
La Foto 1.4.13 muestra la superficie del hormigón de una defensa de río sometida
a la abrasión, la erosión y ataque químico.
Foto 1.4.13 Superficie de hormigón sometida a abrasión y erosión
En las superficies de hormigón en contacto con agua en rápido movimiento se
pueden presentar sectores donde la corriente tienda a separarse, creando en ellas
zonas de baja presión que producen picaduras las que posteriormente conducen a
un desprendimiento progresivo del hormigón.
1.4.7 Lixiviación y eflorescencia
Las eflorescencias, ilustradas en la Foto 1.4.15 , ocurren frecuentemente en la
superficie del hormigón cuando el agua tiene posibilidad de percolar a través del
material, ya sea en forma intermitente o continua, o cuando una cara expuesta
sufre el proceso de humedecimiento y mojado en forma alternativa.
Las eflorescencias consisten en el depósito de sales que son lixiviadas fuera del
hormigón, las que se cristalizan luego de la evaporación del agua que las
transportó o por la interacción con el dióxido de carbono de la atmósfera. Entre las
sales típicas podemos citar los sulfatos y carbonatos de sodio, potasio o calcio.
El que generalmente se encuentra en mayor proporción, es el carbonato de calcio.
Las eflorescencias perjudican la estética, pero en sí mismas, no constituyen un
problema específico de durabilidad; sin embargo, nos indican que existen procesos
de solubilización y transporte de sales desde el interior de la masa, revelando
fenómenos de lixiviación (Foto 1.4.14 ) Esto puede llevar a un incremento de la
porosidad, disminuyendo la resistencia, aumentando la permeabilidad , haciendo al
hormigón más vulnerable a otros ataques y consecuentemente afectar
indirectamente la durabilidad.
Se pueden citar casos de estudiados donde una disminución de un 25 % del
contenido de hidróxido de calcio del hormigón produjo hasta un 50 % de reducción
de su resistencia original.
Influye en el proceso la capacidad de las aguas de solubilizar los compuestos
existentes y su solubilidad relativa.
Las aguas puras originadas por la condensación de la niebla o el vapor de agua, y
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el agua blanda de lluvia o proveniente de la nieve o del hielo son las más agresivas
pues no contienen iones calcio y actúan principalmente sobre el hidróxido de calcio
que es el más soluble de los compuestos presentes en la pasta de cemento
hidratada. Las aguas duras, con alto contenido de iones calcio, son menos
peligrosas.
La temperatura del agua es un factor que incide ya que la solubilidad del hidróxido
de calcio se incrementa con la disminución de la temperatura.
La lixiviación es mayor especialmente cuando el agua pasa a través del hormigón
a presión. Cuando el agua circula sobre la superficie, el hormigón puede presentar
lixiviación en la cara opuesta o en el caso de tuberías en las zonas próximas al
pelo libre de agua.
El hidróxido de calcio disuelto reacciona con el dióxido de carbono del aire y
genera carbonato de calcio que es una eflorescencia color blancuzco. Una forma de
detectar la presencia de esta sal es verter algunas gotas de ácido clorhídrico, las
que en caso de existir formarán un burbujeo.
Los fenómenos de lixiviación de los hidróxidos alcalinos conducen también a una
reducción del pH del hormigón y, eventualmente, a una redistribución interna del
contenido de álcalis. Estos cambios pueden inducir la ocurrencia de otros
fenómenos, dependiendo de las condiciones de exposición y las características de
los materiales componentes. Entre estos fenómenos, los más severos son la
corrosión de las armaduras de refuerzo y las expansiones en la masa de hormigón
por reactividad alcalina de sus agregados.
Foto 1.4.14 muestra un proceso de lixiviación con formación de estalactitas
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Foto 1.4.15 muestra eflorescencias generalizadas con pérdida de alcalinidad y corrosión
de armaduras.
1.5 Acciones inducidas
1.5.1 Fluencia
La fluencia es un fenómeno que se presenta con distinta magnitud de acuerdo al
material que se analice y básicamente consiste en el incremento de la deformación
de la pieza cargada aún manteniendo el elemento solicitado a tensión constante.
El hormigón armado presenta una marcada tendencia a manifestar este fenómeno,
en cambio el acero se presenta con valores prácticamente despreciables, por esta
razón en las piezas de hormigón armado las armaduras longitudinales limitan la
deformación
La fluencia del hormigón se atribuye al efecto producido por la carga actuante en
el elemento de hormigón, sobre el agua contenida en el gel y los capilares.
A los efectos de evaluar su incidencia en el comportamiento de la estructura de
hormigón armado o pretensado y sus posibles deficiencias, se pueden hacer las
siguientes consideraciones:
La deformación por la fluencia del material, analizada en un mismo intervalo de
tiempo, es proporcional a la tensión, es decir que para tensiones altas esta se
pondrá de manifiesto con mayor intensidad.
Un hormigón cargado a edad temprana presenta una fluencia mayor que si el
proceso de carga se demora en su inicio. La razón entre otras es, el bajo módulo
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de
elasticidad
que
conduce
a
deformaciones
consecuentemente mayores deformaciones por fluencia.
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elásticas
mayores
y
El fenómeno de la fluencia del material hace que a veces se presenten daños en
edificios de altura, al cabo de un cierto tiempo se produce la rotura de los tabiques
de ladrillo. Esto se produce porque con el tiempo las columnas tienden a acortarse,
pero los tabiques de albañilería lo impiden por ser menos deformables, lo que
implica una transferencia de carga que en determinado momento no pueden
soportar y se produce su rotura, a veces acompañados de estallidos, pues se trata
de un material frágil.
Esta situación se presenta también en estas edificaciones cuando existen columnas
proyectadas para soportar exclusivamente cargas gravitatorias fuertemente
solicitadas y tabique proyectados para soportar las cargas gravitatorias y del
viento, los que en general están solicitados en forma permanente por tensiones
mucho menores. Esto origina deformaciones elásticas y diferidas marcadamente
distintas en ambos elementos estructurales y consecuentemente la flexión y a
veces la fisuración de las vigas y/o las losas así como roturas en los cerramientos
adosados.
Bajos contenidos de humedad y una mayor relación agua/cemento favorecen la
fluencia, lo mismo que el hecho de poner en carga la estructura cuando el
hormigón cuenta aún con una baja maduración.
En función de los factores mencionados la deformación final debido al fenómenos
de fluencia, el que se desarrolla en su totalidad en un plazo comprendido entre 2 y
5 años, puede alcanzar de 1 a 3 veces el valor de la deformación elástica. En
general en el primer año se desarrolla aproximadamente el 80%. de la
deformación total.
En la mayor parte de los casos la fluencia del hormigón sólo modifica la
deformación de la estructura y la distribución de los esfuerzos entre el hormigón y
el acero. Si se trata de una pieza de hormigón armado con la armadura simétrica,
el fenómeno es equivalente a una disminución del módulo de elasticidad.
Por ejemplo en una columna de hormigón armado cargada axialmente , tanto el
hormigón como el acero están comprimidos, sin embargo con el transcurso del
tiempo y como consecuencia principalmente de la fluencia y además por la
contracción, el hormigón trata de acortarse, pero no así el acero. Como
consecuencia de la adherencia se produce una transferencia de esfuerzos, el acero
se recarga, en cambio el hormigón, disminuye su solicitación.
En general la fluencia favorece el comportamiento de la estructura cuando las
acciones son internas como la contracción por secado, los cambios de temperatura
o por el asentamiento o el giro de una fundación.
Como contrapartida su influencia puede ser negativa, por ejemplo cuando se
impone una deformación en forma voluntaria, tal el caso del pretensado, aplicado
con la idea de mejorar la distribución de los esfuerzos internos, ya que parte del
objetivo se pierde como consecuencia de la deformación por fluencia.
1.5.2 Asen
tamientos
Entre las causas más frecuentes que generan la aparición de fisuras y daños en
las estructuras de hormigón armado, están los denominados asentamientos
diferenciales.
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Figura 1.5.1 Asentamiento diferencial
Cuando todos los apoyos de una estructura presentan los mismos desplazamientos
verticales, en general la estructura no se ve sometida a ningún estado tensional
adicional, en cambio si estos alcanzan valores sensiblemente diferentes, las
consecuencias sobre la estructura pueden ser significativas, tanto desde el punto
de vista de su resistencia como de su durabilidad.
Estas diferencias en el comportamiento de los apoyos de la estructura de
hormigón provocan en las estructuras un estado tensional adicional que, de no ser
considerado en el proyecto, puede producir un cuadro de fisuras no deseado e
incluso la rotura de algún elemento ya sea estructural o de cerramiento (Figura
1.5.1 ).
Genéricamente este corrimiento diferencial se lo denomina “descenso de apoyo”.
Los asentamientos diferenciales pueden ser provocados por distintas causas,
algunas de las cuales - las más importantes- se mencionan a continuación:
#
#
#
#
#
#
#
#
#
Errores en el proyecto o en la ejecución de las fundaciones.
Cargas no previstas en el proyecto original.
Deformación excesiva del suelo de fundación, no considerado en el proyecto
por desconocimiento o información errónea de sus características.
Deformación excesiva localizada del suelo por la aparición de alteraciones
no previstas (inundación, vibración, erosión, socavación, etc.).
Fundación sobre pozos mal cegados, rellenos mal ejecutados, alteraciones
del terreno desconocidas, etc.
Fundación de una misma estructura sobre distintos tipos de suelo y/o
utilización de distintos sistemas de cimentación o niveles de la fundación.
Alteraciones por construcciones vecinas.
Existencia de suelos expansivos.
Inyección del terreno en zonas próximas, que genere un importante empuje
vertical sobre la superficie de apoyo de la fundación (ascensos de los
apoyos).
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El diseño de estructuras de hormigón teniendo en cuenta las solicitaciones
originadas en los descensos o ascensos de los apoyos no es común en la práctica
de la ingeniería aplicada en edificaciones comunes.
Esto se debe al hecho generalizado de considerar a las estructuras de hormigón
armado, formadas por placas y elementos lineales, suficientemente flexibles como
para absorber pequeños ascensos o descensos de los apoyos sin solicitaciones
adicionales importantes. Cuando los asentamientos diferenciales se pueden prever
y cuantificar, las solicitaciones que se generan en la estructura como consecuencia
de su existencia deberían ser evaluadas y tenidas en cuenta, considerándolos en el
diseño o, modificando las condiciones existentes que generarían dichos
asentamientos con el fin de eliminarlos o disminuir su magnitud.
En los casos de estructuras muy rígidas, como las formadas por vigas de gran
altura, tabiques apoyados en columnas, etc., se hace imprescindible el análisis
estructural considerando la interacción suelo-fundación-estructura en forma
conjunta. Las solicitaciones generadas por los asentamientos diferenciales en este
tipo de estructuras rígidas en general dejan de ser despreciables y por lo tanto
deberían ser consideradas en el diseño.
En la actualidad, tanto el cálculo de solicitaciones por corrimiento de los apoyos así
como el análisis del conjunto suelo-fundación-estructura se ven notablemente
facilitados con la utilización de programas de análisis estructurales que permiten
modelarlos teniendo en cuenta las características mecánicas de cada uno de ellos
y su resolución mediante ordenadores.
En algunos casos prácticos, se puede determinar el grado de riesgo de aparición
de fisuras por asentamientos diferenciales si se obtienen los valores de dichos
asentamientos. Una medida del riesgo de la aparición de tales fisuras se puede
obtener a través del valor de la distorsión angular, conociéndose como tal a la
relación entre el asentamiento diferencial entre dos puntos y la distancia entre los
mismos (Figura 1.5.2 ):
Distorsión angular = (S1 – S2) / L
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Figura 1.5.2 Distorsión angular
Numerosos autores y reglamentos recomiendan valores límites de estas
distorsiones, en función del tipo de estructura, con el fin de evitar las
consecuencias ya vistas que genera este problema. En general, y para disponer de
cierto grado de seguridad, se proponen como límite admisible los siguientes
valores de la distorsión angular:
#
#
1/500 para estructuras hiperestáticas de hormigón armado del tipo flexible
(pórticos formados por placas y elementos lineales).
1/200 para estructuras de hormigón armado isostáticas.
Estos valores límites deben ser compatibles con los cerramientos empleados en la
construcción ya que aunque no se produzcan daños visibles en la estructura,
pueden aparecer daño en los cerramientos, que afectan la estética, la
impermeabilidad, etc.
Al estar un muro enmarcado en la estructura, cuando desciende un apoyo más que
otro, éste se ve solicitado por esfuerzos rasantes perimetrales, lo que equivale a
una distorsión angular, donde una diagonal se alarga y la otra se acorta con
esfuerzos principales de tracción y compresión inclinados 45°. En la dirección de la
diagonal que se alarga aparecerán en el muro esfuerzos de tracción que si
alcanzan valores equivalentes a su resistencia máxima, originaran fisuras en
dirección perpendicular a dicho esfuerzo.
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Foto 1.5.2 Fisuras en columnas y
paredes interiores producidas por el
asentamiento de una de sus columnas
Foto 1.5.1
Vista exterior
de los daños
Esta es la razón por la cual los asentamientos originan en general en los muros un
cuadro de fisuras inclinadas aproximadamente 45°. (Ver Figura 1.5.3 )
Cuando se presenten asentamientos en muros con aberturas, éstas se constituyen
en una perturbación que genera una fuerte concentración de tensiones en las
esquinas de los huecos.
Allí las isostáticas de tracción se desvían generando grietas que nacen en esquinas
opuestas en sentido diagonal, configuración típica de los asientos diferenciales
como lo muestran la Foto 1.5.2 y Foto 1.5.1 .
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Figura 1.5.3 Asentamiento en l muros
1.5.3 Pretensado
El pretensado de estructuras de hormigón es un método constructivo que permite
obtener elementos más durables, eficientes, esbeltos, etc. El elemento de
hormigón es comprimido por medio de cables de acero especial de alta resistencia
los que son tensados desde uno de sus extremos por medio de gatos hidráulicos.
En el caso del pretensado con cables no adheridos, estos se encuentran
engrasados para favorecer el deslizamiento. Su empleo es muy común en las
construcciones de edificios.
El pretensado materializado con cordones adheridos tiene su mayor campo de
aplicación en la fabricación de viguetas para entrepisos, en este caso los cables
son tensados antes de hormigonar el elemento. Otras veces se dejan incorporadas
a la masa de hormigón vainas, generalmente metálicas y corrugadas, donde se
alojan las barras o los cordones, que se tensan una vez que el hormigón adquirió
suficiente resistencia, para finalmente inyectar con mortero de cemento
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usualmente con el agregado de un aditivo expansor, con el fin de recuperar la
adherencia.
En este último caso o cuando se emplean cables engrasados el tensado se hace
con el hormigón endurecido, razón por la cual comúnmente se lo denomina
postensado.
El acortamiento generado en el acero tensado comprime el hormigón de la pieza
de manera tal de contrarrestar las tensiones de tracción generadas por las futuras
cargas de servicio para las que ha sido proyectado. La eliminación, tal el caso del
pretensado total, o la disminución de las tensiones de tracción en el hormigón, por
ejemplo cuando se aplica un pretensado parcial, elimina o reduce sensiblemente la
posibilidad de aparición de alguna de las fisuras típicas del hormigón armado.
En el caso particular de las estructuras con pretensado parcial es fundamental la
presencia de las armaduras pasivas de manera tal de distribuir las fisuras con
separaciones mas pequeñas y de dimensiones capilares. La armadura pasiva
además, permite aumentar la seguridad a la rotura del elemento.
Por efectos del pretensado, el hormigón comprimido se acorta. El acortamiento
que se produce inmediatamente después de aplicar las fuerzas de pretensado es
debido a la deformación elástica del hormigón. Este primer acortamiento depende
del módulo de elasticidad del hormigón (E), en el momento de aplicación de las
fuerzas y de las tensiones de compresión generadas en el hormigón por efecto del
pretensado.
Posteriormente a este acortamiento inicial, se produce otro debido al fenómeno
reológico del hormigón conocido como deformación diferida o fluencia lenta
(“creep”).
La deformación diferida del hormigón sometido a esfuerzos de compresión
permanentes llega a estabilizarse después de aproximadamente 4 años.
La suma de estas deformaciones (acortamientos elásticos y diferidos) debe ser
tenida en cuenta en el diseño con el fin de impedir la formación de fisuras no
deseadas ya que ambas reducen los esfuerzos de compresión en el hormigón.
En el caso de pórticos con columnas denominadas “cortas” o con rigideces
importantes, el efecto del acortamiento de los travesaños por acción del
pretensado, puede generar fisuras en las columnas, si en el diseño no se considera
dicha acción correctamente (ver Figura 1.5.4 ).
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Figura 1.5.4 Fisuras en pórticos por acción del pretensado
Algunas precauciones clásicas de adoptar tanto en el proyecto como en la
construcción de las estructuras pretensadas facilitan la interpretación de posibles
deficiencias posteriores;
#
#
#
#
#
#
La compresión del hormigón solo se produce si es posible su acortamiento.
Los cambios de dirección del cable generan fuerzas transversales de
tracción o compresión.
Verificar que las dimensiones resultantes permitan lograr un buen llenado
de los moldes.
Controlar las armaduras pasivas, en particular en la zona de los anclajes.
Verificar la posición de los cables, su fijación y la estanqueidad de las
vainas.
Controlar la resistencia del hormigón endurecido antes de tesar los cables
ya que en general es en esa instancia donde se generan las mayores
solicitaciones.
Precisamente la Foto 1.5.3 muestra la falla de la viga prefabricada como
consecuencia de haber realizado el tesado sin que el hormigón cuente con la
resistencia suficiente; en la Foto 1.5.4 se ve un detalle del aplastamiento de la
zona inferior, donde se alojan las vainas con sus cables y las solicitaciones de
compresión son máximas.
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Foto 1.5.3 Falla en viga prefabricada postensada
Foto 1.5.4 Detalle, zona de aplatamiento
En la Foto 1.5.5 se muestra la rotura de una viga como consecuencia de la falla en
una junta de hormigonado y en la Foto 1.5.6 los trabajos previos a su reparación.
Foto 1.5.5. Falla de junta de hormigonado en una viga
Foto 1.5.6. Procedimiento de Reparación de la misma viga
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1.6 Fallas Constructivas Típicas
El proceso de diseño y construcción de una estructura de hormigón comprende una
serie de instancias que en general podemos resumirlas en las siguientes:
#
#
#
#
#
#
#
#
#
Diseño general y anteproyecto.
Cálculo, documentación y especificaciones técnicas.
Replanteo y nivelación.
Provisión de materiales.
Construcción de encofrados y colocación de puntales.
Corte doblado y colocación de armaduras.
Elaboración y transporte del hormigón.
Colocación y curado del hormigón.
Remoción de moldes y puntales.
Cualquiera de las etapas descriptas puede constituirse en el origen de fallas o
deficiencias que pueden afectar el comportamiento de la estructura.
Analizaremos algunas de las que suelen presentarse con mayor frecuencia.
1.6.1 Deficiencias en el detalle y/o posicionado de la armadura.
Las barras de acero que por error de proyecto o construcción resultan inadecuadas
en su conformación o en su posición final terminan afectando la durabilidad o la
capacidad portante de la estructura.
En principio en los elementos típicos solicitados a flexión, vigas y losas, las barras
de armadura se colocan para tomar los esfuerzos de tracción. La Figura 1.6.2
muestra como una colocación inadecuada puede originar la disminución del brazo
elástico interno y como consecuencia la sección contará con una menor capacidad
portante y seguramente aparecerán las fisuras.
Figura 1.6.1 Fisuras en elementos solicitados a flexión
En las fotos siguientes Foto 1.6.1 y Foto 1.6.2 se puede observar el colapso
parcial de estructuras en voladizo y las fisuras paralelas a la viga de apoyo, Foto
1.6.3 , como consecuencia de tener las armaduras colocadas por debajo de la
posición correcta.
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Foto 1.6.1 Colapso parcial de la Estructura
Foto 1.6.2 Detalle voladizo
Foto 1.6.3 Detalle fisuras paralelas a la viga de apoyo
Lo Gráfico 1.6.1 y lo Gráfico 1.6.2 ilustran la situación en que se encuentran los
balcones de una serie de edificios estudiados por presentar algún tipo de
deficiencia.
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Gráfico 1.6.1 Distribución de frecuencias de alturas
Gráfico 1.6.2 Distribución de frecuencias vs Madm/Madm de diseño
En el Gráfico 1.6.1 se puede ver la distribución de frecuencias de las alturas,
solamente un 20 % de los casos estudiados cuenta con el brazo elástico adecuado,
es decir las armaduras en su posición correcta y en el Gráfico 1.6.2 la distribución
de frecuencias con respecto a la relación Madm / Madm de diseño. Menos del 10
% tiene como corresponde una relación igual a 1 o superior y más del 20 % se
encuentra por debajo de la relación 0,6 es decir aproximadamente en el límite
convencional de rotura.
La Figura 1.6.2 y la Figura 1.6.5 ilustran otro tipo de fallas que se originan por un
mal posicionado de las armaduras;
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Figura 1.6.2 Fallas por mal posicionado de las armaduras
Una deficiencia habitual es no mantener la separación adecuada entre las barras
de modo que el hormigón pueda ser colocado y compactado adecuadamente, sin
que se formen nidos de abeja. De este modo se ve afectada tanto la capacidad
portante como la durabilidad (Figura 1.6.5 ). Una situación particularmente
sensible a este problema la constituyen las zonas de empalme de las armaduras.
Foto 1.6.4 Fallas por mal posicionado de las armaduras
Foto 1.6.5 Fallas por separación inadecuada de las armaduras
Figura 1.6.3 Fallas por congestionamiento de armaduras
Cuando las dimensiones de los pases son importantes con relación al elemento
estructural se origina congestión de armaduras que dificulta un llenado adecuado
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de los moldes.
Figura 1.6.4 Fallas por congestionamiento de armaduras
Es preciso recordar que las barras deben contar, además, con un recubrimiento
adecuado según el tipo de ambiente y el elemento estructural del que se trate.
La falta de recubrimiento adecuado, resta protección a las armaduras
disminuyendo el tiempo en que se ven afectadas por distintos factores que
producen corrosión de las armaduras.
Figura 1.6.5 Fallas por recubrimiento inadecuado
Figura 1.6.6 ) o armaduras activas mal colocadas (Figura 1.6.7 ).
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Figura 1.6.6 Armaduras pasivas con fallas de diseño
Figura 1.6.7 Armaduras activas mal colocadas
1.6.2 Deficiencias en la construcción o remoción de los encofrados
Asentamientos de los encofrados apoyados inadecuadamente o en terrenos de
baja capacidad portante, o muy deformables generan deformaciones y/o fisuración
de la estructura.
Figura 1.6.8 Fallas por asentamientos de los encofrados
La separación excesiva de los puntales en elementos flexados o de los anillos en
las columnas origina elementos estructurales con deformaciones iniciales.
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Figura 1.6.9 Fallas por diseño inadecuado de los encofrados
La remoción de los puntales cuando aún el concreto no alcanzó la resistencia
suficiente puede originar sobretensiones, fisuración y aún el colapso de la
estructura. Este problema, ilustrado en la Figura 1.6.9 , se agudiza en las
situaciones que se mantienen los puntales en varias plantas sin realizar
reapuntalamientos o cuando se colocan cargas importantes sobre los entrepisos en
construcción.
1.7 Acción sísmica
Origen de la acción
Los sismos o terremotos son vibraciones de la corteza terrestre, generadas por
fenómenos diversos. Para la ingeniería estructural, los más importantes son los de
origen tectónico, provocados por bruscos desplazamientos de las grandes placas de
la corteza terrestre.
La energía liberada en un sismo se propaga, principalmente como ondas vibratorias, a
través de la roca de la corteza y llega a la fundación de las construcciones luego de
atravesar los estratos superficiales del suelo.
Estas ondas vibratorias
construcciones.
constituyen
la
acción
directa
del
sismo
sobre
las
Otro tipo de acciones Foto 1.7.1, denominadas indirectas, tienen su origen en el
comportamiento del suelo de fundación y dependen del tipo y la geometría del
depósito que lo conforma, estos son, los deslizamientos, los asentamientos, las
avalanchas, la licuefacción del suelo.
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Foto 1.7.1 Efecto local indirecto: asentamiento
Las vibraciones debidas a los terremotos se transmiten a la construcción a través de
sus fundaciones. La intensidad de la vibración inducida en una construcción depende
tanto de las características del movimiento del terreno como de las propiedades
dinámicas de su estructura (amortiguamiento propio de la edificación y relación entre
los períodos propios de la estructura y el periodo dominante del suelo).
Estas propiedades cambian con el aumento de la intensidad de la excitación aplicada;
tanto el amortiguamiento como los periodos propios tienden a aumentar.
Vulnerabilidad estructural
Las vibraciones inducidas en una construcción por la acción sísmica generan fuerzas
de inercia en correspondencia con sus masas. Esas fuerzas tienen dirección
preponderantemente horizontal cuando las masas descansan en elementos
estructurales horizontales de luces moderadas; en cambio, su dirección dominante es
vertical cuando las luces de esos elementos son importantes o en el caso los
voladizos.
Las fuerzas de inercia se transmiten a la fundación a través de su estructura,
siguiendo trayectorias que dependen de su configuración. En su trayecto pueden
provocar los siguientes efectos:
Generar deformaciones y esfuerzos que provoquen daños
estructurales: instalaciones, elementos de cierre y de división.
en
elementos
no
Comprometer la estabilidad de la totalidad o de partes de una construcción
consideradas como cuerpo rígido (deslizamiento, vuelco).
Hacer que en alguno de sus elementos estructurales, se superen los estados límites
de fisuración, de estabilidad elástica – efectos de segundo orden-, de resistencia y/o
de ductilidad.
Influencia de elementos no estructurales
Las mamposterías enmarcadas por los pórticos, representadas en la Figura 1.7.1 ,
usualmente no se las considera en los modelos de cálculo, y sin embargo tienen una
influencia considerable en el comportamiento de las estructuras durante un sismo,
dado que incrementan su rigidez e inducen mayores fuerzas sísmicas.
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En las superficies de contacto de la estructura con las paredes se desarrollan fuerzas
de interacción, que por un lado mejoran el comportamiento de la estructura durante
el sismo, pero frecuentemente, causan serios daños, incluso el colapso de columnas,
haciendo más vulnerable al sistema estructural.
Figura 1.7.1 Fuerzas de interacción en mamposterías enmarcadas.
También son dañosas las fuerzas debidas al impacto de una construcción con otras
adyacentes separadas por juntas de abertura insuficiente.
Tipos de daños en elementos de estructuras de hormigón armado
En general las construcciones con un adecuado diseño estructural y una ejecución
cuidadosa, aún bajo sismos severos, sufren daños leves. Ellos se manifiestan como
grietas verticales e inclinadas en las columnas y en las vigas, Figura 1.7.2 .
Las grietas verticales en las vigas son causadas por el momento flexor y ocurren en la
proximidad de los nudos, por ejemplo en la conexión con las columnas, y en los
centros de tramo.
Las grietas inclinadas se producen por los esfuerzos de corte.
Figura 1.7.2 Grietas de flexión (a), (b) y corte (c)
Los daños se pueden agrupar según el motivo de la falla en:
#
#
#
Por compresión del hormigón
Por corte del hormigón.
Escasez de armadura o pérdida de su anclaje.
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Se producen en tabiques, columnas, vigas, losas y nudos cuando el hormigón está
excesivamente solicitado, caso 1) o 2), o mal reforzado, caso 3), lo que da lugar a un
comportamiento estructural insuficientemente dúctil.
El modo de falla de los tabiques en ménsula depende de la relación entre su altura y
las dimensiones en el plano. En tabiques cortos (H<B) predomina el efecto del
esfuerzo de corte, produciéndose grietas diagonales (grietas-X), Figura 1.7.3 . (a); si
no lo son (H>B) predomina el efecto del momento flexor, produciéndose grietas
horizontales. Figura 1.7.3 (b).
(a)
(b)
Figura 1.7.3 Modos de falla de tabiques en ménsula
En las vigas y las columnas con fuerzas longitudinales relativamente pequeñas
prevalece la influencia de la flexión, Figura 1.7.4 .
Figura 1.7.4 Progreso de la falla por flexión en un extremo de columna
Las columnas gruesas, como las vigas cortas (Figura 1.7.5 ) son vulnerables a las
fallas típicas originadas por los esfuerzos de corte.
Figura 1.7.5 Falla de corte en columna gruesa (izq) y Falla por corte en viga corta
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Acciones sobre las Estructuras de Hormignón
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(der)
Foto 1.7.2 Falla en nudo de unión viga-columna
Debido a los complejos estados de tensión en los nudos, pueden ocurrir diferentes
modos de falla (Foto 1.7.2 ).
El debilitamiento de la unión acero-hormigón representa una falla frágil y su
consecuencia es similar a una excesiva deformación de la armadura.
Los daños expuestos pueden deberse a defectos de proyecto o también a fallas de
construcción. Los errores en la concepción estructural son especialmente peligrosos,
pero una mala ejecución de detalles también puede causar graves daños.
Las causas más comunes de daños y colapsos de construcciones porticadas son:
Error en la concepción de la estructura o de su fundación
Un pórtico poco rígido con grandes deformaciones (desplazamientos horizontales)
causa daños severos en tabiques divisorios.
Los balcones, los aleros y las escaleras en ménsula son elementos particularmente
vulnerables.
Detalles inadecuados, especialmente de armado y en las uniones de las
barras
Casos típicos son las juntas mal dimensionadas que causan la colisión entre las partes
de la construcción y la pobreza de ejecución de detalles de armado en la zona de los
nudos.
Pobre calidad del trabajo realizado y del hormigón incorporado
Pueden ser causas de daños graves los cambios en la posición de las armaduras
respecto al diseño original, malos cortes constructivos, corte de estribos en columnas
durante el hormigonado, etc.
Son raros los daños causados por la calidad de los materiales incorporados (pobre
calidad del hormigón, segregación, etc.).
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Sobrecargado de la estructura con cargas gravitatorias
Incrementan las solicitaciones debidas a la acción gravitatoria y a las fuerzas de
inercia (por incremento de la masa) provocadas por el sismo.
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Orientación para el Diagnóstico
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CAPÍTULO 02
Orientación para el Diagnóstico
Autores
Enio Pazini Figueiredo
Vitervo O´Reilly
Fernanda Wanderley
Giana Sousa Sena Rodrigues
Leonel Tula
INTRODUCCIÓN
El Comité 201 del ACI (American Concrete Institute) define la durabilidad del hormigón
hidráulico (de cemento Pórtland) como la capacidad de este resistir la acción del
intemperismo, el ataque químico, la abrasión o cualquier otro proceso de deterioración.
De acuerdo con COLLEPARDI (1999) la durabilidad de una estructura de hormigón armado
tratase de la capacidad que esta estructura posee de mantener sus características
estructurales y funcionales originales durante su vida útil esperada, en las condiciones de
exposición para las cuales fue proyectada. Por tanto, la durabilidad de la estructura no
coincide con la durabilidad del hormigón, considerada, en este caso, como la capacidad del
propio material de conservar las propiedades originales por cierto período de tiempo.
Delante de eso, se puede constatar que la durabilidad del sistema no depende apenas de la
durabilidad del hormigón, sino también de otros aspectos.
La durabilidad de las estructuras de hormigón armado es un asunto que ha sido
ampliamente estudiado y discutido en el medio técnico y científico, principalmente en las
últimas décadas. En ese aspecto, la frontera del conocimiento ha avanzado de forma
bastante significativa, no sólo en relación a los materiales que componen el hormigón
armado, como también en lo que se refiere al comportamiento conjunto del sistema acerohormigón.
Se sabe que antiguas estructuras, que utilizaban elevadas cantidades de cemento por m3,
materiales pozolánicos en la composición del hormigón y elevadas espesuras de
recubrimiento (cuando armadas), resisten al tiempo hasta hoy. Se puede tomar como
ejemplo un almacén en hormigón armado, erguido en Inglaterra, en el año 1900, el cuál aún
se encontraba en buenas condiciones de uso cuando evaluado en 1979, presentando pocas
evidencias de fisuras o desplacamientos asociados a la corrosión de las armaduras (B.R.E.
DIGEST, 1982). Los romanos, aunque no utilizasen el cemento Portland o armaduras,
realizaron obras de hormigón que se eternizaron, venciendo siglos de existencia, a ejemplo
del templo Phanteon en Roma, concebido en 27 a.C. (KATTAR & ALMEIDA, 1998). Además
de estas, muchas otras obras, aún son admiradas hoy por la belleza arquitectónica y acaban
por se transformar en marcos y referencias de pueblos y culturas. No obstante, a pesar de
no dudarse del conocimiento científico actual, que es bien más amplio, impresiona la
negligencia humana en utilizar este conocimiento disponible y consolidado. Además de eso,
el medio ambiente, en la actualidad, es bien más agresivo que décadas atrás, principalmente
en los grandes centros urbanos. El perfeccionamiento de técnicas de dimensionado, más
avanzadas y por tanto, más económicas, también interfiere negativamente en lo que
respecta a la durabilidad.
Sumándose estos, a otros factores, puede llegarse a la conclusión de que las estructuras de
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hormigón armado contemporáneas están cada vez más vulnerables al surgimiento precose de
manifestaciones patológicas.
(a)
(b)
Figura 2.1.1 Principales manifestaciones patológicas en estructuras de hormigón armado en Brasil
(a) y sus orígenes (b) (CARMONA & MAREGA, 1988)
En este sentido, un extenso levantamiento, de amplitud nacional, fue realizado por CARMONA
& MAREGA (1988), los cuales identificaron la incidencia de los principales problemas
patológicos de las estructuras de hormigón en relación al origen de los mismos. Los
resultados de este estudio son mostrados en el gráfico de la Figura 2.1.1 .
Queda evidente que, para la realidad brasileña, las atenciones deben ser dirigidas al contro
de ejecución de obras de hormigón, o sea, a la calidad de la mano de obra, resultado
diferente al constatado de datos recogidos, por estos mismos investigadores, de Europa,
donde se verifica la necesidad de control rígido en la etapa de proyecto.
En relación a los tipos de manifestaciones patológicas más frecuentes, el mismo estudio
apuntó la corrosión de las armaduras como una de las causas de deterioración más común en
las estructuras de hormigón, quedando en tercero lugar con 31% de los casos levantados,
permaneciendo atrás apenas de los defectos constructivos y fisuras, en esta orden. Sin
embargo, cabe resaltar que las fisuras pueden ser originadas de tensiones internas
provocadas por la corrosión de las armaduras y que los defectos constructivos, o mismo las
fisuras, pueden provocar el surgimiento de diversos tipos de manifestaciones patológicas,
entre ellas, la propia corrosión de las armaduras.
A pesar de que se busque a cada día proyectar y construir estructuras más durables, es de
mucha importancia evaluar su utilidad o funcionalidad a largo plazo. PAULON (1999)
relaciona el concepto de durabilidad con el tiempo de uso y obsolescencia de una obra,
haciendo una distinción entre la obra perenne y la obra durable. La primera es considerada
indestructible, pero no necesariamente útil. Por otro lado, la obra durable permanece úti
apenas durante el tiempo deseado. Por tanto, volviendo a la definición de durabilidad, lo
importante en realidad no es que una estructura sea eterna, sino que conserve sus
características originales durante el período esperado, o sea, durante su período de
utilización. Muchas veces no es necesario que una estructura dure más que 50 o 100 anos,
pues boa parte de las antiguas estructuras, segundo COLLEPARDI (1999), se tornaron
obsoletas en menos de un siglo o, en algunos casos, en pocas décadas.
LANGLEY (1998) dice que la alta durabilidad no es una propiedad intrínseca del hormigón,
mas puede ser alcanzada a través del cumplimento de algunos requisitos, como la correcta
selección de los materiales, de una dosificación, mezcla y vertido apropiados, de una cura
adecuada, y finalmente, por una protección superficial satisfactoria.
En el campo de la normalización, están disponibles en diferentes países varios documentos
que tratan de asuntos referentes a la durabilidad del hormigón. En Europa las
recomendaciones pueden ser encontradas en el Eurocode 2, en la European Prestandard ENV
206, Concrete Performance, Production, Placing and Compliance Criteria, de 1992, bien como
en el CEB-FIP Model Code 90. Los norteamericanos se basan en el ACI Committee 201,
Guide to Durable Concrete, de 1992, y en Japón la durabilidad del hormigón es tratada en la
Proposed Specification of Durability for Concrete Structures, Concate Library of JSCE, n.º 27,
de 1996 (ANDRADE,1998; COLLEPARDI, 1999; HELENE, 1997)
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En Brasil la norma NBR 6118/78 - Proyecto y Ejecución de Obras de Hormigón Armado, no
trata con mucho énfasis de los asuntos relacionados con la durabilidad. No obstante, se
encuentra en proceso de consulta pública un proyecto de revisión de esta norma, que
pretende abordar aspectos inherentes a este tema. La NBR 6118/2000, como será llamada,
tendrá la inclusión de dos capítulos, un que presentará directrices para la durabilidad de las
estructuras de hormigón y un segundo que tratará de criterios de proyecto teniendo en
cuenta la durabilidad. En relación a los nuevos tópicos, cabe destacar el punto 9.1 que trata
de las exigencias de durabilidad:
“Las estructuras de hormigón deben ser proyectadas y construidas de modo que, bajo las
condiciones ambientales previstas en la etapa de proyecto, y cuando utilizadas conforme
previstas en el proyecto, conserven su seguridad, estabilidad y aptitud durante el servicio en
un período mínimo de 50 años, sin que exijan medidas adicionales de mantenimiento y
reparo”.
Por tanto, como el alcance de una vida útil satisfactoria está relacionado con la integración de
las fases que van desde la planificación hasta la utilización y mantenimiento de la edificación,
es coherente que las responsabilidades sean divididas para todos aquellos involucrados en
alguna de estas fases, cabiendo a estos, responder por cualquier fallo o problema que venga
a ocurrir.
También hará parte del novo texto, los mecanismos más significativos de envejecimiento y
deterioración de las estructuras de hormigón, tales como la lixiviación, expansión causada
por sulfatos y la reacción álcali-árido, que están relacionados al hormigón en si, la
despasivación de la armadura por carbonatación y por el elevado tenor de cloruros, que se
refieren a la armadura, además de los mecanismos de deterioración relativos a la estructura
propiamente dicha.
Siguiendo este camino, serán discutidos a seguir, algunos de los principales mecanismos de
deterioración de las estructuras de hormigón.
2.1 VIDA ÚTIL DE LAS ESTRUCTURAS DE
HORMIGÓN
La vida útil de una estructura, según el código modelo del CEB (Comité Eurointernational du Béton) de 1989, es el tiempo durante el cual la estructura mantiene
un limite mínimo sus prestaciones en servicio, para las cuales fue proyectada, sin
elevados costos de mantenimiento y reparo.
Una representación esquemática, basada en el Bulletin 182 del CEB (1989), es
mostrada en la Figura 2.1.1 , la cual relaciona las prestaciones en servicio con la vida
útil de la estructura.
TUUTTI (1982) propuso un modelo de vida útil para estructuras de hormigón desde e
ponto de vista de la corrosión de las armaduras, dividiendo el mecanismo en dos
etapas, la de iniciación y la de propagación. Este modelo, simple pero clásico, es
representado en la Figura 2.1.2 .
La fase de iniciación corresponde al tiempo que los agentes agresivos (cloruros o CO2)
demoran para atravesar el recubrimiento y llegar a la armadura, despasivándola,
mientras que la fase de propagación es el período que comprende una acumulación
progresiva de la deterioración, hasta que sea alcanzado un nivel inaceptable de la
misma (ANDRADE, 1992).
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a – No deteriorada, pero con el desgaste natural.
b - Reparo después de ultrapasar el límite crítico de aceptación.
c – Deterioración.
d - Necesidad de reparar antes de ultrapasar el límite crítico de aceptación.
Figura 2.1.1 Vida útil de servicio (CEB, 1989)
Nivel máx. aceptable de corrosión
Nivel de corrosión
O2, oC, UR
CO2, ClIniciación
Propagación
Tiempo
Vida útil
Tiempo antes de reparar
Figura 2.1.2 Modelo de vida útil de TUUTTI (1982).
HELENE (1993) llega más lejos y distingue tres situaciones durante el período de vida
útil de una determinada estructura, que son:
1. El período de iniciación, también chamado de vida útil de proyecto;
2. El período donde aparecen los primeros señales o síntomas de la corrosión,
llamado de vida útil de servicio o de utilización;
El período de tiempo que va hasta el colapso parcial o total de la estructura, llamado
de vida útil total.
En este sentido el autor propone un modelo gráfico englobando estos tres conceptos
de vida útil, partiendo de la propuesta inicial de TUUTTI (1982) e incorporando
además el concepto de vida útil residual, correspondiente al período de tiempo, a
partir de la visita técnica (inspección inicial), que la estructura aún tendrá capacidad
de desarrollar sus funciones. Estos conceptos, se basan en el fenómeno de la
corrosión de las armaduras, se presentan gráficamente en la Figura 2.1.3 .
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Figura 2.1.3 Conceptuación de la vida útil de las estructuras de hormigón, tomandose por referencia el
fenómeno de la corrosión de las armaduras (HELENE, 1993).
Sabiéndose que las estructuras de hormigón no son eternas, y por tanto poseen una
vida limitada. ¿Por qué no hacer una previsión de esta vida útil durante la etapa de
proyecto?
ANDRADE (1992) dice que la vida útil es limitada y deberá ser prevista en proyecto. La
norma ASTM – E632/82 describe una metodología para definir la vida útil, y la
comisión conjunta CIB-RILEM (W80 CIB/GT – 71 PSL RILEM) aborda aspectos de vida
útil de la estructura y de todos los elementos constructivos de una obra. La autora
cita que el Instituto Eduardo Torroja en España posee un levantamiento de los
períodos de propagación de la corrosión de las armaduras y que en este mismo
Instituto existe un extenso banco de datos sobre velocidades reales de corrosión, a
través del cual es posible prever el tiempo que la pieza estructural llevará para fisurar,
por el redimensionamiento de secciones de elementos estructurales en proceso de
corrosión. Para algunos investigadores tornase difícil definir el “limite inaceptable”
para el fin de la vida útil de una estructura, teniendo en cuenta que hay mucha
controversia alrededor del período de propagación, en virtud de que algunos afirman
que durante ya desde esta etapa ocurre una considerable pérdida de la integridad
estructural. HELENE (1997), por ejemplo, no considera el período de tiempo “posterior
a la despasivación hasta la fisuración” como vida útil, pues según él, en países con
condiciones climáticas como las de Brasil, esto representaría un gran riesgo.
Un análisis del estado límite de la corrosión de armaduras fue realizado por SIEMES &
VROUWENVELDER (1985), con la intención de optimizar proyectos para durabilidad,
llevándose en cuenta aspectos técnicos y económicos, donde fueron aplicados estudios
estadísticos. Los resultados de este análisis llevaron a los autores a concluir que el
modelo estadístico fue adecuado para resolverse el problema de la durabilidad.
PAGE (1982) alerta sobre la dificultad de preverse la vida útil de una estructura
babeándose en testes acelerados y propiedades electroquímicas de componentes
metálicos. Una de las razones para esta dificultad, según este investigador, son las
diversas formas en que la corrosión puede manifestarse. Él concluye diciendo que el
conocimiento de la época no permite una adecuada previsión de la vida útil.
La cantidad de variables que envuelven la problemática de la durabilidad es apuntada
por LUCCHINI (1990) como el principal obstáculo para evaluarse la vida útil de
estructuras de hormigón. El investigador introduce un modelo que identifica las
variables más significativas y otro para un proceso de previsión de vida útil de
componentes constructivos. Los modelos consideran el tipo de material, su función y
el ambiente en que el mismo está insertado, además de contener una lista de los
principales agentes, con sus intensidades, y otros aspectos que, interactivamente, son
capaces de auxiliar en la previsión de la vida útil, sea en estudios analíticos, sea en
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programas experimentales.
Además de los agentes del medio ambiente, SENTLER (1987) considera la influencia
de la instalación de las cargas en la previsión de la vida útil, y aún una combinación de
ambos. El autor comenta que la vida útil de una estructura de hormigón irá depender
de como los problemas de durabilidad son considerados en el proyecto y como los
criterios de performance son cumplidos durante la fase de ejecución. Sin embargo, el
autor sugiere que los efectos sinérgicos entre las cargas y los agentes del medio sean
considerados más detalladamente, siendo fundamental un mayor conocimiento a
respecto de las propiedades de los materiales y acciones a ser estudiadas. Resalta
que para una evaluación precisa de la vida útil será necesaria aún, que las buenas
prácticas de ejecución sean rigurosamente cumplidas.
MORINAGA (1990) investigó un método de previsión de vida útil, considerando los dos
principales mecanismos de despasivación de la armadura, o sea, la carbonatación y la
acción de los cloruros. En este estudio el autor estableció relaciones bastante
estrechas entre el nivel de corrosión de las armaduras y la vida útil del hormigón. Fue
posible realizar una previsión dentro de varias condiciones y evaluar cuantitativamente
los factores que poseen mayor influencia, combinando los límites permisibles y las
tazas de corrosión.
Otros investigadores vienen estudiando el tema vida útil de las estructuras, tentando
preverla, a través de modelos y de la realización de investigaciones, casi siempre
basadas en el fenómeno de la corrosión de las armaduras (SOMERVILLE, 1992) entre
otros.
Más recientemente, NMAI (2000) presentó una revisión de las tecnologías existentes y
en desarrollo para protección de las estructuras de hormigón contra corrosión de las
armaduras. Mostró también, en su artículo, un nuevo modelo para previsión de vida
útil que engloba algunas de las varias tecnologías que permiten proyectistas y
propietarios tomar decisiones racionales con respecto a los sistemas de protección
contra corrosión de las armaduras de hormigón. El modelo presentado, llamado de
“Life-365”, es basado en una solución de diferencias finitas para la segunda Ley de
Fick de difusión. La versión 1.0 de este modelo representa la primera etapa de una
larga investigación que objetiva comprender mejor la vida útil y presentar un modelo
de análisis de costos para corrosión inducida por cloruros.
En Brasil HELENE (1997), después de definir conceptos, mecanismos de
envejecimiento, clasificar el medio ambiente cuanto al grado de agresividad y agrupar
los hormigones en clases, relata que los actuales y clásicos conceptos y métodos de
introducción de la seguridad en el proyecto de las estructuras de hormigón no
aseguran durabilidad ni son herramientas adecuadas para el cálculo y previsión de la
vida útil. Para contemplar los requisitos mínimos de durabilidad y estética, se hace
necesario, según este autor, establecer nuevos criterios de dimensionamiento,
elaborados a partir del conocimiento de los fenómenos y mecanismos de deterioración,
así como de sus consecuencias. En este sentido, son citados y descritos los cuatro
métodos de previsión de vida útil para estructuras de hormigón, a seguir relacionados:
a)
b)
c)
d)
Con base en experiencias anteriores;
Basados en ensayos acelerados;
A través de métodos deterministas,
Métodos estocásticos o probabilistas.
Siguiendo esta filosofía, HELENE viene buscando incorporar estas y otras ideas en la
nueva Norma Brasileña de Proyecto y Ejecución de Estructuras de Hormigón, que se
encuentra en revisión actualmente.
GUIMARÃES (2000) evaluó la durabilidad de una estructura marítima de hormigón
armado, comparando su comportamiento con los modelos de previsión de vida útil y
las normas existentes. Basado en los resultados de esta evaluación, formuló un nuevo
modelo, el cual es indicado para estructuras localizadas en ambiente marítimo, pero es
válido apenas para obras construidas con materiales y técnicas similares. El modelo
fue desarrollado a través de ensayos tecnológicos realizados “in loco” en los diferentes
microclimas de la estructura escogida para el estudio.
La cuestión de la vida útil de las estructuras de hormigón es por tanto, un asunto
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complejo y que merece ser tratado con bastante cuidado. Es preciso aplicar todo el
conocimiento disponible a respecto del tema, en el sentido de tornar posible una
evaluación coherente del comportamiento de las obras y de los costos involucrados
por un determinado período de tiempo, evitando así, gastos e intervenciones
innecesarios. En el caso de las estructuras que ya se encuentran en proceso de
deterioración, es necesario, según ANDRADE (1992) (1992), tanto calcular su tiempo
de vida sin riesgo de colapso, como decidir el momento adecuado para iniciar los
procedimientos de reparo y recuperación.
2.2 ORIENTACIÓN PARA EL DIAGNÓSTICO
A seguir se presenta un conjunto de tablas para facilitar al consultor en sus trabajos
de inspección y diagnóstico de estructuras de hormigón.
La indicación del diagnóstico esta dada para que el consultor de entrada a través de
los síntomas y/o de las manifestaciones patológicas típicas que ocurren en obras.
Recuérdese que se trata apenas de una guía de soluciones, una vez que el diagnóstico
conclusivo debe de ser demostrado por ensayos y pruebas químicas, físicas,
mecánicas y análisis numéricos, y siempre debe ser elaborado por especialistas.
2.2.1
Acción del Hielo y del Deshielo
Deterioro por ciclos de hielo-deshielo
Diagnóstico:
• Agua en los poros de la pasta y
de los áridos de elevada
absorción
• Disminución de la temperatura
• Congelamiento de agua
• Aumento de volumen
• Tensiones internas de tracción
• Fisuras en la pasta y alrededor
y a través de los áridos
• Aumento de la temperatura
•
•
•
Losa de cobertura
Marquesinas
Pavimentos de carreteras
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•
•
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Tablero de puentes
Columnas, pared-cortinas y muros
parcialmente inmersos
Pronóstico:
•
•
Actuaciones correctivas:
•
Aumento de la porosidad
Escamación y desagregación superficial
•
Reparación superficial
localizada
Reparación superficial
generalizada
•
Reparos en juntas de
temperatura
•
Protección superficial con
pinturas hidrofugantes
(Emmons, P.H, 1994)
2.2.2
Acción de la Variación Térmica
Manifestación:
fisuras o grietas por acción de la
variación térmica ambiental
(sazonal y diaria)
•
•
•
•
•
•
•
Variación de temperaturas
Contracción y dilatación volumétrica
Generación de esfuerzos de tracción
Formación de fisuras activas
Losas
Marquesinas
pared-cortina
Pronóstico:
•
•
Diagnóstico:
Movimentación de las fisuras
Disminución del camino de los
Actuaciones correctivas:
• Aislamiento térmico del elemento
fisurado
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agentes agresivos hasta las
armaduras o partes más internas
del hormigón
•
Carbonatación , deterioro del
hormigón y corrosión de las
armaduras
2.2.3
• Uso simultáneo de
- técnica de inyección de fisuras
- proyecto de junta de dilatación con
mastiques/ sellantes
Movimentación térmica ambiental
Manifestación:
Fisuración debido a la
movimentación térmica ambiental
•
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Diagnóstico:
•
•
Pórticos (vigas, losas y
columnas).
•
Gradiente de temperatura interno y
externo
Dilatación del elemento que está
expuesto (coeficiente de dilatación
térmica del hormigón 9x10-6
m/m/oC)
Fisuración de los elementos que no
se dilatan con el aumento de
temperatura
(Emmons, P)
Pronóstico:
•
•
•
•
•
Dilatación de los elementos
sujetos al aumento de la
temperatura
Fisuración de los elementos que
restringen el aumento de la
dilatación
Carbonatación, deterioro del
hormigón,
corrosión de armaduras ;
colapso parcial o total de la
estructura
Actuaciones correctivas:
•
Aislamiento térmico del elemento
sujeto a variación térmica
-
Sellamiento de fisuras
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Orientación para el Diagnóstico
2.2.4
Retracción hidráulica y térmica
Manifestación:
Fisuración por retracción
hidráulica y térmica
•
•
•
•
Vigas
Losas
Columnas
Paredes-cortina
Pronóstico:
•
•
•
•
•
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Aumento de la porosidad
Transporte de agentes agresivos
Carbonatación,
Corrosión de las armaduras
Colapso de la estructura
Diagnóstico:
•
•
•
•
•
•
Alta relación agua/cemento;
Alto calor de hidratación;
Exceso de vibración;
Cura mal hecha;
Disminución del volumen del
hormigón;
Surgimento de fisuras que
atraviesan el elemento.
Actuaciones correctivas:
•
Analizar la actividad de las fisuras y
clasificarlas como activas o pasivas;
•
Eliminar cuidadosamente el
hormigón comprometido, limpiando
bien la superficie
•
Efectuar protección térmica
conveniente;
•
Técnicas de inyección
- sellantes
- base epoxi ;
- base cementicia
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Orientación para el Diagnóstico
2.2.5
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Retracción hidráulica
Manifestación:
Fisuración por retracción hidráulica
Son fisuras que surgen durante las primeras horas, después del hormigonado,
producto de la perdida de su agua por evaporación.
Esta disminución de volumen se produce en el hormigón aun en estado plástico, sin
que haya finalizado el proceso de fraguado.
También suelen aparecer fisuras de retracción durante el proceso de
endurecimiento, si el elemento se encuentra coartado no puede tener libre
retracción, por lo tanto las tensiones superan la resistencia a tracción del hormigón
apareciendo fisuras que la seccionan.
* hay que diferéncialas de las fisuras por desecación superficial. Las cuales no atraviesan el
elemento.
Diagnóstico:
•
•
•
•
•
•
Secado prematuro del hormigón por curado inadecuado.
Alta relación agua - cemento
Elemento con escasa cuantía de acero de retracción.
Elementos muy coartados.
Exceso de cemento o finos.
Exceso de vibrado.
Pronóstico:
Actuaciones correctivas:
•
Corrosión de armaduras
•
•
Posibles futuras deformaciones.
Analizar la actividad de las fisuras y
clasificarlas como vivas o muertas.
Acortamiento de la vida útil de la viga •
y la estructura.
Determinar el ambiente en que se
encuentran el elemento a reparar:
•
•
2.2.6
Manifestación:
Fisuración por desecación superficial
•
•
•
•
Vigas
Losas
Columnas
Paredes-cortina
Tecnica de inyección
Desecación superficial
Diagnóstico:
•
Alta relación agua/cemento;
•
Exceso de vibración;
•
Exudación;
•
Evaporación del agua de amasado;
•
Exagerada absorción del agua por
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Orientación para el Diagnóstico
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parte de los áridos o por los
encofrados.
•
viga
Surgimento de fisuras en las
primeiras horas.
Actuaciones correctivas:
•
Eliminar cuidadosamente el
hormigón comprometido, limpiando
bien la superficie;
•
Determinar el ambiente en que se
encuentra el elemento a ser
reparado:
•
losa
•
Efectuar protección térmica
conveniente;
Técnicas de inyección
- sellantes
- base epoxi ;
Pronóstico:
•
•
•
Fisuras superficiales y pasivas;
No ocurrencia de problemas
estructurales;
En caso de pisos de industriales,
ocurrencia de pérdida de
recubrimiento y consecuente
disminución del camino de los
agentes agresivos a las armaduras:
•
Reparo superficial generalizado
- mortero polimérico de base
cemento;
- mortero de base epoxi
- Aumento de la porosidad;
- Transporte de agentes
agresivos;
- Corrosión de las armaduras;
- Colapso de la estructura.
2.2.7
Acción del fuego
Acción del fuego
Todas las estructuras de hormigón:
Diagnóstico:
Temp.
(ºC)
20
200
300
Pérdida de agua, reacciones
químicas y daños
Color
del
hormigón
Evaporación del agua capilar
Gris
Pérdida del agua de gel;
Resistencia
residual en % de
la
resistencia
inicial
100
95
Módulo
de
deformación
residual en % del
módulo
de
deformación inicial
100
70
50
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Orientación para el Diagnóstico
400
500
600
900
1000
aparecimiento
primeras
de
superficiales;
Ca(OH)2
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las
fisuras
transforma en CaO
Hormigón
comienza
desagregar
se
a
Hormigón desagregado, sin
ninguna resistencia
Rojo
Cenizarojizo
Amarilloanaranjado
88
38
75
55
35
20
10
0
0
Actuaciones correctivas:
Pronóstico:
•
•
•
•
•
Rosa
Fisuración superficial
Deformación del hormigón
Lascamiento del recubrimiento
Deformación del acero
Rotura de los elementos
•
Apuntalamiento emergencial
•
Reparo con grout o micro-concreto fluido
•
Reparo con mortero tixotrópico en forma
manual
•
Refuerzo con
- adición de armadura y
- hormigón proyectado
•
Refuerzo con mortero o micro-concreto
proyectado
•
Refuerzo con grout o micro-concreto fluido
•
Refuerzo con chapas metálicas o perfiles
metálicos
Vigas columnas losas
•
Recuperación del monolitismo con inyección de
epoxi
2.2.8
Acción de águas puras
Ataque por aguas puras
•
•
•
•
Losas
Tanques
Canaletas y canales
Pisos
Diagnóstico:
•
•
•
•
•
•
•
•
Agua de lluvia, agua de deshielo, agua
de condensación de vapores, aguas
industriales destiladas o deionizadas
Agua corriente o infiltrada sobre la
superficie del hormigón
Disolución o hidrólisis de la cal libre
hidratada
Lixiviación del hidróxido de calcio
Disolución de los silicatos, aluminatos
y ferritos hidratados que son estables
en solución de Ca(OH)2
Disminución de la alcalinidad del
hormigón
Aumento de la porosidad del hormigón
Remoción de la pasta y exposición de
los áridos
Pronóstico:
•
•
•
•
Aumento de la porosidad
Disminución de la resistencia
Disminución de la alcalinidad del hormigón y corrosión de la armadura
Exposición de los áridos en la superficie del hormigón
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Orientación para el Diagnóstico
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Actuaciones correctivas:
• Escarificación mecánica del hormigón desagregado
• Reparación superficial localizada y/o superficial generalizada
• Reparación profunda localizada y/o profunda generalizada
• Protección superficial del hormigón
2.2.9
Reacción álcalis-agregado
Reación álcali-agregado
•
Diques de presas
AGREGADO REATIVO
DIFUSÃO DE ÁLCALIS
NO SISTEMA DE
POROS CAPILARES
ENTRADA E DIFUSÃO
DE ÁGUA NO CONCRETO
EXPANSÃO PRODUZIDA
PELA REAÇÃO
ÁLCALI-AGREGADO
Diagnóstico:
•
•
•
•
•
•
•
•
Concentración de álcalis en los aglomerantes > 0,6
Humedad relativa del ambiente > 75% o presencia de fuentes externas de humedad
Agregado con sílice, silicato o carbonato reactivos
Reacción entre os álcalis del aglomerante con el árido reactivo
Producción de un gel de sílice
Absorción del agua por osmosis por el gel
Expansión y generación de tensiones internas
Formación de micro-fisuras internas
• Aparecimiento de fisuras superficiales en la forma de rede
Pronóstico:
•
•
•
•
•
Movimentación del gel de sílice del
árido para las regiones microfisuradas
Aumento de las micro-fisuras por el
acumulo del gel
Aparecimiento de fisuras en la
superficie del hormigón en la forma
de rede
Aumento de volumen de los
elementos de hormigón
Pérdida de resistencia debido a la
Actuaciones correctivas:
•
•
•
Controle del acceso de agua
al interior del hormigón
Uso de sales de litio
Confinamento de la reacción
Prevención:
•
•
Evitar el contacto de fuentes
externas de humedad con el
hormigón
Especificar aglomerante con
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Orientación para el Diagnóstico
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tenor de álcalis ≤ 0,6%
•
Especificar aglomerante con
50% o más de escoria
granulada de alto horno
•
Especificar aglomerante con
25% o más de ceniza volante
•
Concentración de álcalis
máxima en el hormigón de
3,0 kg/m3
•
Evaluar la reactividad
potencial de los áridos a
través de ensayos
laboratoriales
desagregación del hormigón
2.2.10
Reacción con sulfatos
Ataque por sulfatos
•
•
•
•
Cualquier estructura de
hormigón expuesta el aguas
residuales industriales o suelos
sulfatados, agua de mar o lluvias
con polución urbana
Cimentaciones
Galerías de efluentes albañales
Estructuras de hormigón “of
shore”
Diagnóstico:
•
•
•
•
Interacción del sulfato con los hidróxidos de
calcio libre y con los aluminatos de calcio
hidratados (1 y 2)
Formación de la gipsita y de la etringita
secundaria (3)
Aumento de volumen de los sólidos
provocando la expansión (3)
Fisuración continua y severa (4)
Concentración de sulfatos
Exposición
No solo
(%)
Na agua
(ppm)
< 0,1
< 150
Moderado
0,1 la 0,2
150 la 1500
Severa
0,2 la 2,0
1500 la 10
000
> 2,0
> 10 000
Leve
Pronóstico:
•
Fisuras aleatorias en la superficie
•
Exfoliación superficial
•
Reducción significativa de la dureza
y de la resistencia superficial
•
Reducción del pH del extracto
acuoso de los poros superficiales
•
Corrosión de la armadura
•
Pérdida de cohesión de la pasta de
cemento
•
Pérdida de la adherencia entre la
pasta de cemento y las partículas de
agregado
•
Disminución de la resistencia del
hormigón
Muy severa
Actuaciones correctivas:
• Remoción del hormigón con tenor de
sulfatos > 5%
• Reparación superficial localizada y/o
superficial generalizada
• Reparación profunda localizada y/o
profunda generalizada
• Protección superficial del hormigón
Prevención:
• Especificar cimentos con bajo tenor de
C3A
• Especificar consumo mínimo de cemento
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Orientación para el Diagnóstico
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• Especificar bajas relaciones a/c
• Especificar cemento pozolánico
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Orientación para el Diagnóstico
2.2.11
Acción de soluciones ácidas
Ataque por soluciones ácidas
•
•
•
•
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Tanques
Galerías de efluentes
albañales
Canaletas y canales
Pisos
Diagnóstico:
•
•
•
Fuente de soluciones de ácidos
orgánicos o inorgánicos
Disolución de la camada superficial
carbonatada
Formación de sales (CaCl2, AlCl3,
FeCl3) más solubles que CaCO3
•
•
•
•
•
Actuaciones correctivas:
Pronóstico:
• Exposición de los áridos por la
lixiviación de la pasta de cemento
• Aumento de la porosidad del
hormigón
• Disminución de la resistencia
• Desagregación de los áridos
calcáreos o dolomíticos
•
Disminución del pH del
hormigón y corrosión de la
armadura
2.2.12
Reacción entre os ácidos y el
hidróxido de calcio
Formación de sales de calcio solubles
en agua
Lixiviación de los compuestos de
calcio solubles en agua
Remoción de la pasta y exposición de
los áridos
Ataque a los áridos calcáreos y
dolomíticos
•
Escarificación mecánica para
remoción del hormigón desagregado
•
Reparación superficial localizada y/o
superficial generalizada
•
Reparación profunda localizada y/o
profunda generalizada
•
Protección superficial del hormigón
Acción del agua del mar
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Orientación para el Diagnóstico
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Deterioro por agua de mar
•
Estructuras de hormigón expuestas al agua de mar
Diagnóstico:
•
•
Impacto de las olas del mar
Contacto directo con el agua de mar con ciclos alternados de mojado y
secado
• Acción de los cloruros
• Acción de los sulfatos
Actuaciones correctivas:
Pronóstico:
•
•
•
•
Corrosión de la armadura
inducida por cloruros
Impactos provocan erosión y
abrasión superficial del
hormigón
Expansión, fisuración y
desagregación debido a la
acción de los sulfatos
Lixiviación y corrosión de la
armadura debido a la acción
de los cloruros
• Restauración del monolitismo de la
pieza
• Remoción del hormigón
desagregado y con tenor de
cloruros > 0,4% en relación a la
masa de cemento
• Reparación superficial localizada
• Reparación superficial generalizada
• Reparación profunda localizada
• Aplicación de procedimientos
electroquímicos
•
2.2.13
Protección superficial del hormigón
Acción de solución alcalina
Ataque por solución alcalina
•
•
Pisos
Canales y canaletas
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Orientación para el Diagnóstico
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Diagnóstico:
• Troca iónica entre el agente alcalino con los compuestos del cemento
formando sales más solubles (C3A + Na(OH)2 → Aluminato de Sodio)
• Deterioro del hormigón por la disminución de la resistencia
• Lixiviación
• Expansión causada por la penetración de la solución alcalina en los poros
del hormigón y cristalización de los subproductos que se acumulan en los
poros
Pronóstico:
•
•
•
•
•
•
Lixiviación de la pasta
Fisuración superficial
Pérdida de la adherencia entre la pasta de cemento y las partículas de
agregado
Exposición de los áridos
Desplacamiento de partes superficiales del hormigón
Corrosión de la armadura
Actuaciones Correctivas:
• Escarificación mecánica para remoción del hormigón desagregado
• Reparación superficial localizada
• Reparación superficial generalizada
• Reparación profunda localizada
• Protección superficial del hormigón
2.2.14
Eflorescencia
Manifestación:
Eflorescencia
Losas
Muros y pared cortina de
contención de suelo
Tanques
Silos
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Orientación para el Diagnóstico
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Diagnóstico:
• Agua infiltrada bajo presión a través de la porosidad del hormigón o fisuras
• Disolución o hidrólisis de la cal libre hidratada hidróxido de calcio até la
superficie del hormigón – lixiviación
• Acumulo de solución saturada de hidróxido de calcio en la superficie del
hormigón - eflorescencias
• Carbonatación del hidróxido de calcio en la superficie del hormigón
Ca(OH)2 + CO2 H O
2
CaCO3 + H2O
Pronóstico:
Actuaciones correctivas:
• Formación de manchas blancas
eflorescencias - por acúmulo de
carbonatos en la superficie del
hormigón
–
• Formación de estalactitas
lixiviación - en las zonas de mayor
porosidad
• Disminución del pH del hormigón
• Corrosión de la armadura
• No intervenir en el caso de autocicatrización de fisuras
• Eliminación de la fuente de agua que
penetra en el hormigón
• Impermeabilización de la superficie
en contacto con la fuente de agua
• Limpieza superficial del hormigón
•
Sellado superficial de
fisuras
• Reparación profunda localizado de
regiones con corrosión de armaduras
2.2.15
Acción de cargas Exteriores - Impacto
Impacto
•
•
•
Columnas
Paredes
Muros
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Orientación para el Diagnóstico
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Diagnóstico:
•
•
Choques de monta cargas, veículos o embarcaciones
Lascamiento o rotura del hormigón afectado
Pronóstico:
•
•
•
Pérdida de sección del hormigón
Exposición de la armadura
Corrosión
Actuaciones correctivas:
•
Reparación superficial localizada
•
Reparación profunda localizada
•
Refuerzo
Prevención:
•
Colocación de perfiles “L” en las aristas de las estructuras
2.2.16
Desintegración del hormigón por Abrasión
Abrasión
•
•
•
•
Columnas
Paredes
Pisos industriales
Tableros de puentes
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Orientación para el Diagnóstico
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Diagnóstico:
•
•
Atrito a seco (atrito, arañamiento o percusión)
Desgaste superficial, incluido la pasta y los áridos
Actuaciones correctivas:
Pronóstico:
•
Desagregación del árido y de
la pasta de cemento
•
Remoción del hormigón
desagregado
•
Formación de grandes fallos
•
•
Exposición de la armadura
(cuando es hormigón armado)
Reparo superficial localizado
y/o superficial generalizado
para reconstitución de la
sección perdida
•
Endurecimiento superficial
- silicatización u ocratización
Prevención:
•
•
Especificar hormigón con baja
relación a/c
Emplear técnica de endurecimiento
superficial del hormigón:
- silicatización u ocratización
Desintegración del hormigón por Erosión
2.2.17
Erosión
Diagnóstico:
•
•
•
•
•
•
•
Desgaste por la acción
de fluidos con partículas
sólidas en suspensión
Colisión de las partículas
con el hormigón
Desgaste superficial
Cuanto menor la
resistencia a la
compresión, mayor el
efecto de la erosión
Columnas de puentes
Pared cortina
Pisos
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Orientación para el Diagnóstico
•
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Canaletas y canales
Pronóstico:
•
•
•
•
•
•
Actuaciones correctivas:
• Remoción del hormigón
desagregado
Desgaste superficial del hormigón
Remoción de la pasta de cemento y
exposición de los áridos
Aparecimiento de grandes fallos
Pérdida de resistencia
Exposición de la armadura
Corrosión de las armaduras
• Reparación superficial
generalizada
• Reparación profunda
localizada
• Protección superficial
Prevención:
•
2.2.18
Desintegración del hormigón por Cavitación
Cavitación
•
Aliviadero de presas
Pronóstico:
•
•
•
•
Especificar hormigón
con a/c inferior a 0,30
con aditivo introductor
de aire
Desgaste superficial
Desagregación del árido y de
la pasta de cemento
Formación de grandes fallos
(huecos)
Exposición de la armadura
Diagnóstico:
Escarificación superficial del hormigón
debido a los grandes impactos producidos
por la intrusión de bolas de vapor
presentes en el agua que fluye con gran
velocidad sobre la superficie irregular del
hormigón.
Ejemplo
mayor
son
los
vertederos de presas.
Actuaciones correctivas:
•
Remoción del hormigón
desagregado / mal adherido
•
Reparación superficial genralizada con
hormigón
•
•
o mortero de resina
Refuerzo con chapas metálicas
coladas en las regiones de alta
presión
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Orientación para el Diagnóstico
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Prevención:
•
•
•
Especificación de hormigón con
relación a/c menor que 0,3 sin
aditivo introductor de aire
Producir hormigón con superficie
lisa
Especificar inclinación inferior a
30%
(Emmons, P)
2.2.19
Desintegración del hormigón por Acciones biológicas
Acciones biológicas
•
•
•
Túneles
Galerías y tubos en rede de alcantarillado
Cimentaciones
Diagnóstico:
Microorganismos
Bacterias heterotróficas1 y
hongos filamentosos;
Hongos
Bacterias reductoras de
sulfato (BRS)
Bacterias
quimiolitotróficas2
Thiobacillus thioparus y
otras especies neutrofílicas
(10>pH>6)
Thiobacillus thiooxidans y
otras especies acidofílicas
(pH>5)
Pronóstico:
•
Disolución del Ca(OH)2 y
de los silicatos hidratados
Productos del
metabolismo
Mecanismo de
deterioro
Ácidos orgánicos
Disolución de la
portlandita y
silicatos hidratados
Gas sulfhídrico (H2S)
Disolución de la
portlandita
Ácido sulfúrico
Disolución de la
portlandita y
silicatos hidratados
Actuaciones correctivas:
•
Remoción del hormigón desagregado
y contaminado
•
Descontaminación de los
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Orientación para el Diagnóstico
- Lixiviación• Desagregación del hormigón
• Pérdida de masa y de
resistencia
• Destacamento del hormigón
• Corrosión de la armadura
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microrganismos
•
Reparación superficial generalizada
•
Protección superficial
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23/03/05
Orientación para el Diagnóstico
2.2.20
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Acción de cargas exteriores - Compresión
Compresión en columnas
Diagnóstico:
•
•
Actuación de sobrecargas
Formación de fisuras dependientes de la
esbeltez y del grado de anclaje transversal
de los extremos de la estructura
Tipologías:
1.
“a”, “b”, “c”: elementos más esbeltos
2.
“d”: estructura esbelta con pandeo lateral
3.
“e”: en el caso de columnas las fisurasión
paralelas a la directriz de la estructura y no
coincidentes con la posición de las armaduras,
apareciendo cuando las cargas están en el orden de
85% a 90% de la resistencia del pilar
Actuaciones correctivas:
Pronóstico:
•
•
Fisuración
Transporte de agentes
agresivos
Carbonatación
•
•
Corrosión de las
armaduras
•
Colapso de la estructura
2.2.21
•
Eliminación de la sobrecarga
•
Refuerzo con hormigón convencional y
aumento de la sección
•
Refuerzo con hormigón proyectado y
aumento de sección
•
Refuerzo con chapas coladas
Acción de cargas exteriores - Compresión
Compresión en vigas
Diagnóstico:
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Orientación para el Diagnóstico
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(Helene, P, 1997)
•
Hormigón de resistencia inadecuada;
• Sobrecargas no previstas.
Actuaciones correctivas:
Pronóstico:
•
Fisuración
• Eliminación de la sobrecarga
•
Transporte de agentes agresivos
• Refuerzo
•
Carbonatación
•
Corrosión de las armaduras
•
Colapso de la estructura
- con hormigón convencional y
aumento de la sección
- con hormigón proyectado y
aumento de sección
- con nueva armadura longitudinal y
estribos mas re-hormigonado;
- con chapas coladas
• Eventualmente demoler y reconstruir
2.2.22
Acción de cargas exteriores - Flexión y cortante
Flexión y cortante en vigas
Diagnóstico:
•
•
•
(Hidalgo, M.,1994)
Actuación de sobrecargas
Originase de solicitaciones de flexión pura o por la combinación de flexión y cortante
Fisuras por flexión pura en el medio del vano que terminan en la posición de la línea
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Orientación para el Diagnóstico
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neutra
•
Fisuras debido a la combinación de la flexión y cortante inclinadas y se localizan
entre el medio del vano y el apoyo
•
Fisuras por cortante inclinadas en el orden de uso y que se localizan próximas al
apoyo
Carga distribuida
Fisuras por flexión
(mom. positivo)
Fisuras por
corte
Fisuras por
corte +
flexión
Fisuras por
flexión
(mom. positivo)
Actuaciones correctivas:
Pronóstico:
•
•
•
Fisuración
Transporte de agentes agresivos
Carbonatación
•
•
Corrosión de las armaduras
Colapso de la estructura
• Eliminación de la sobrecarga
•
Refuerzo
- con hormigón convencional y
aumento de la sección
- con chapas coladas
- con hormigón proyectado y
aumento de sección
2.2.23
Acción de cargas exteriores - Flexión
Flexión en losa
CORTE
r=
inadecuadodo
(Helene, P, 1997)
Diagnóstico:
•
•
•
•
•
•
•
Losa muy flexible en estructuras ejecutadas por el proceso de encofrados
tipo túnel;
Juntas de hormigonado mal ejecutadas;
Armadura insuficiente;
Armadura insuficiente o mal posicionada;
Ancoraje longitudinal insuficiente;
Desencofrado antes de tiempo;
Sobrecargas no previstas;
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23/03/05
Orientación para el Diagnóstico
•
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Fisuración.
Pronóstico:
Actuaciones correctivas:
•
•
•
Fisuración
Transporte de agentes agresivos
Carbonatación
• Eliminación de la sobrecarga
•
•
Corrosión de las armaduras
Colapso de la estructura
• Refuerzo
• Preparar y limpiar adecuadamente la
superficie
- con hormigón convencional y
aumento de la sección
- con hormigón proyectado y aumento
de sección
- con chapas coladas o armaduras
embutidas
2.2.24
Acción de cargas exteriores - Momento torsor
Momento torsor en losas
•
Losas
Diagnóstico:
•
•
Armadura de canto insuficiente;
Protección térmica insuficiente.
Vista superior de losa apoyada
(Helene, P, 1997)
Pronóstico:
•
•
•
•
•
Fisuración;
Transporte de agentes
agresivos;
Carbonatación
Corrosión de las armaduras
Colapso de la estructura.
Actuaciones correctivas:
• Preparar y limpiar adecuadamente la
superficie
• Reforzar cantos con nueva armadura a
45º;
• Efectuar protección térmica conveniente.
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Orientación para el Diagnóstico
2.2.25
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Acción de cargas exteriores - Torsión
Diagnóstico:
• Actuación de sobrecargas
• Se presenta en conjunto con
solicitaciones de flexión y cortante
generando tensiones tangenciales a
la estructura, de forma similar
aquellas originadas por los esfuerzos
de cortante
• Fisuras a 45o en todas las caras del
elemento, de forma helicoidal,
propagándose arriba de la línea
neutra
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Orientación para el Diagnóstico
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Torsión en vigas
•
Vigas
(Hidalgo, M.,1994)
Actuaciones correctivas:
Pronóstico:
• Eliminación de la sobrecarga
•
Fisuración
•
•
Transporte de agentes agresivos
Carbonatación
•
Corrosión de las armaduras
•
Colapso de la estructura
• Refuerzo con hormigón
convencional y aumento de la
sección
• Refuerzo con hormigón
proyectado y aumento de la
sección
• Refuerzo con chapas coladas
2.2.26
Adherencia y anclaje
Adherencia y anclaje
•
•
Vigas
Columnas
Diagnóstico:
•
•
•
•
Actuación de sobrecargas
Hormigón con resistencia inadecuada
Anclaje insuficiente
Exudación en la parte inferior de las armaduras horizontales
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Orientación para el Diagnóstico
•
•
•
•
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Deficiencia de la altura de las nervuras
Pérdida de la adherencia entre armadura y el hormigón
Apuntalamiento
Fisuración próxima a las armaduras
(Helene, P)
Pronóstico:
•
•
•
Fisuración
Transporte de agentes agresivos
Carbonatación
•
•
Corrosión de las armaduras
Colapso de la estructura
Actuaciones correctivas:
• Eliminación de la sobrecarga
• Refuerzo con hormigón convencional
• Refuerzo con hormigón proyectado
y aumento de la sección
y aumento de sección
• Refuerzo con chapas coladas
2.2.27
Corrosión de armaduras - Carbonatación
Carbonatación
•
Cualquier estructura de hormigón
Diagnóstico:
•
Acceso del CO2 en la atmósfera a través de la porosidad y fisuras del
hormigón
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23/03/05
Orientación para el Diagnóstico
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•
•
Presencia de humedad en los poros del hormigón
Reacción del CO2 de la atmósfera con os componentes alcalinos de la pasta de
•
•
•
•
cemento hidratada
Formación de carbonatos
Disminución del pH del hormigón
Despasivación de la armadura
Corrosión
Pronóstico:
•
•
•
•
•
•
•
Actuaciones correctivas:
Aumento de la espesura de la
frente de carbonatación
Reducción del pH del hormigón
Despasivación de la armadura
Formación de productos de
corrosión
Generación de tensiones
internas
Fisuración del hormigón
Desplacamiento del
recubrimiento
2.2.28
•
Remoción del hormigón
carbonatado
•
Reparación superficial
generalizada
•
Refuerzo con armadura extra o
por sustitución
•
Realcalinización del hormigón
•
Protección superficial del
hormigón
Corrosión de armaduras - Cloruros
Ataque por cloruros
•
Cualquier estructura de hormigón armado
Diagnóstico:
•
Origen de la presencia de los cloruros en el hormigón:
-
Contaminación de los áridos o del agua de amasado o uso de
aditivo acelerador de fraguado de base CaCl2
-
Ingreso por medio externo marino, uso de sales de deshielo o
atmósferas industriales
•
•
•
•
Combinación de cierta cantidad de los cloruros con los aluminatos del cemento
Formación del cloroaluminato o sal de Friedel
Tenores de Cl - superiores a 0,4% en relación a la masa de cemento llevan a la
despasivación de la armadura
Corrosión de la armadura
Pronóstico:
• Aumento de la humedad interna y de la
Actuaciones correctivas:
• Reparación superficial
localizada y/o superficial
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23/03/05
Orientación para el Diagnóstico
conductividad eléctrica del hormigón
• Aumento de la taza de disolución del acero
• Formación de productos de corrosión
• Producción de tensiones internas
• Fisuración del hormigón
• Desplacamiento del recubrimiento
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generalizada
• Reparación profunda localizada
y/o profunda generalizada
• Refuerzo
• Extracción electroquímica de
cloruros
• Protección catódica materiales
y sitemas
• Protección superficial del
hormigón
2.2.29
Fallos por cortante
Cortante
(Hidalgo, M., 1994)
•
•
La fisura o grieta toma una inclinación comprendida entre 450 y 750,
dirigiéndose al apoyo y seccionando la viga en su cara lateral y en la inferior. La
mayor abertura estará en la zona de tracción.
Las fisuras originadas dependerán de la cuantía de acero longitudinal, la
cantidad del mismo que llegue al apoyo y del número de cercos, espaciamiento y
forma de elaboración.
Diagnóstico:
•
•
•
•
•
•
Sobrecargas no previstas.
Sección insuficiente de la viga.
Hormigón de resistencia inadecuada.
Cuantía de acero longitudinal insuficiente.
Desencofre prematuro.
Estribos insuficientes, tener menor
diámetro del exigido o escasa longitud de
anclaje al cerrarlo.
Pronóstico:
•
•
•
Deformaciones irreversibles.
Posible colapso de la viga.
Corrosión de armadura.
Actuaciones correctivas:
•
Analizando adecuadamente el elemento estructural podrá ser necesario:
- apuntalar el elemento para poder realizar la rehabilitación.
- Reforzar vigas por cortante
-
eventualmente, demoler y reconstruir.
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23/03/05
Orientación para el Diagnóstico
2.2.30
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Fallos por flexión y torsión
Diagnóstico:
Flexión y torsión
(Hidalgo, M., 1994)
•
•
Fallo muy grave, la rotura puede ser
rápida.
Las fisuras toman distintas
inclinaciones en cada cara de la viga, se
presentan en elementos que pueden ser
vigas de borde, vigas en voladizo que
se sometan a fuertes momentos
flectores y torsores.
Pronóstico:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Anclaje insuficiente.
Acero de refuerzo mal posicionado
en el diseño o en la ejecución.
Sobrecarga no prevista.
Acero de refuerzo insuficiente.
No consideración de los esfuerzos
de torsión.
Hormigón de resistencia
inadecuada.
Actuaciones correctivas:
Deformaciones irreversibles.
Después de analizar adecuadamente el
elemento
estructural
puede
ser
Posible colapso de la viga.
La armadura se puede corroer necesario:
aumentando el riesgo de colapso.
• apuntalar el elemento para poder
realizar la rehabilitación.
• reforzar viga por flexión y torsión
• eventualmente, demoler y
reconstruir.
2.2.31
Compresión
Fallos por compresión
Diagnóstico:
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Orientación para el Diagnóstico
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(Hidalgo, M., 1994)
•
•
Se presentan fisuras en la zona de •
compresión por aplastamiento del •
hormigón, aunque tienen apariencias
•
inofensivas, son muy peligrosas.
Cálculo deficiente.
Exceso de carga.
Sección insuficiente con cuantías
muy elevadas de acero en la zona de
tracción.
Suele suceder en vigas de poca
sección de hormigón y cuantía elevada
•
de acero.
Hormigón de menor resistencia con
abundante acero en zona de
tracción.
Cuando son fisuras grandes y el
hormigón llega al agotamiento, se
produce la rotura brusca.
•
Estas vigas le acompañan problemas
de cortante y deformaciones.
Pronóstico:
Actuaciones correctivas:
•
Después de analizar adecuadamente el
elemento
estructural,
podrá
ser
necesario:
•
reforzar viga por compresión
•
eventualmente,
demoler
y
reconstruir.
•
•
La armadura se puede corroer,
agravándose la situación.
Deformaciones irreversibles de la viga.
Posible colapso.
2.2.32
Fallas constructivas - Oquedades superficiales
Oquedades superficiales por mal
hormigonado
Diagnóstico:
•
•
Cualquier tipo de estructuras
•
•
•
Hormigón con dosificación
Inadecuada
Dimensión máxima característica
de los áridos mayor que el
espaciamiento de la armadura
Hormigón vertido de alturas
superiores la 2,50 m
Compactación inadecuada:
excesiva o deficiente
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Orientación para el Diagnóstico
Pronóstico:
•
•
•
•
•
•
Áridos gruesos sin cohesión y
aparentes
Armaduras aparentes
Hormigón poroso
Disminución de la resistencia del
hormigón
Carbonatación
Corrosión de las armaduras
Oquedades superficiales por
posicionamento de la armadura
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Actuaciones correctivas:
•
reparacion
superficial
localizada
con
mortero
polimerico , o de base epoxica
u otros.
•
reparacion
profunda
localizada con mortero de
base cemento u hormigón.
•
revestimiento de protección
deficiencias
en
el
detalle
/o
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Orientación para el Diagnóstico
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• Zonas vacías en las caras del elemento, donde en algunos casos pudieran
estar los aceros a vista.
Diagnóstico:
Errores en el diseño y/o colocación de las barras de acero.
•
Pronóstico:
•
Por falta de continuidad de la masa de hormigón y su debida adherencia
se pierde el monolitismo de la sección del elemento.
•
Se crean juntos frías que pueden dar lugar a la penetración fácil de
agentes corrosivos del acero.
Actuaciones correctivas:
• eliminación del hormigón segregado hasta llegar al hormigón sano
• limpiar bién las superficies.
•
reparacion superficial localizada con mortero polimerico , o de base
epoxica u otros.
•
reparacion profunda localizada con mortero de
hormigón.
•
revestimiento de protección
2.2.33
base cemento u
Fallas constructivas - Deficiencia en el posicionado de la armadura
Armaduras aparentes
•
•
•
•
Columnas
Fundo de losas
Vigas
Paredes cortina
Diagnóstico:
•
•
•
Falta de colocación de espaciadores
Armaduras amasadas o dislocadas debido al tránsito de los operarios
Armaduras aparentes en el momento de la retirada de los encofrados
Pronóstico:
•
•
•
•
•
Ausencia de recubrimiento o pequeño recubrimiento
Fisuración paralela a las armaduras
Pérdida del recubrimiento
Carbonatación
Corrosión
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Orientación para el Diagnóstico
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Actuaciones correctivas:
•
Remoción del hormigón desagregado
•
Limpieza de la armadura
•
Reparación superficial localizada
•
Reparación profunda localizada
•
Protección superficial
2.2.34
los aceros
Fallas constructivas - Corrimientos
de
Corrimientos de los aceros en vigas
(Hidalgo, M., 1994)
•
•
Aparición de fisuras cerca del apoyo a causa de un agarre insuficiente de los
cercos al tener una longitud de anclaje pequeña.
El fallo se produce por cortante, la ausencia del cerco produce la fisura y
aunque sea muy fina no deja de ser peligrosa.
Diagnóstico:
•
•
•
•
•
Colocar cercos sin cerrar o con escasa longitud de anclaje.
Anclaje insuficiente.
Mala adherencia del acero de refuerzo con el hormigón.
Sobrecarga no prevista.
Resistencia inadecuada del hormigón.
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Orientación para el Diagnóstico
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Pronóstico:
•
•
•
La armadura se puede corroer.
Reducción de la capacidad portante del elemento.
Acortamiento de la vida útil, salvo que se realicen las reparaciones
adecuadas.
Actuaciones correctivas:
Después de analizar adecuadamente el elemento estructural y el medio ambiente
donde se encuentre, podrá ser conveniente:
•
reforzar la viga aumentando su rigidez.
•
eventualmente, demoler y reconstruir.
2.2.35
Fallas constructivas - Deficiencia en la dosificación del hormigón
Retracción plástica en la cabeza del pilar por deficiencia en la dosificación del
hormigón
Diagnóstico:
Las fisuras horizontales en la cabeza
de columnas que surgen durante el
fraguado, se denominan de retracción
plásticas. Cuanto más alta es la
columna y más fluido es el hormigón,
mayor cantidad de agua se acumula
en la parte superior, lo que facilita la
aparición de daños
•
Exceso de vibrado.
•
Alta relación agua/cemento.
•
Hormigonado defectuoso en la
cabeza de columna.
(Hidalgo, M., 1994)
Pronóstico:
•
Se puede producir el aplastamiento de la
cabeza de la columna al no tener el
hormigón la resistencia adecuada.
• Deformaciones plásticas de la cabeza de
la columna.
• Posibilita la corrosión de la armadura.
Actuaciones correctivas:
• Inyección de resina epoxi
• Calafetación de fisuras con
sellantes elásticos de base uretano
o polisulfuros
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Orientación para el Diagnóstico
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30p.
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CAPÍTULO 03
Orientación para la Selección de la
Intervención
Autores
Antonio Aguado
Cesar Díaz
Luis Agulló
Vicente Alegre
Xavier Casanovas
INTRODUCCIÓN
E
n este capítulo se exponen los principios básicos que deben tenerse presentes
para la elección de la técnica de reparación o protección más apropiada a cada
caso concreto de intervención cuando los objetos son elementos estructurales de
hormigón armado. Para ello se ha adoptado un esquema expositivo que, de forma
ordenada, incluye las diversas fases que debe abarcar el proceso de selección
considerado en su globalidad, es decir, desde la imprescindible toma de datos previa y
registro ordenado de la información recopilada hasta la relación comentada de las
diversas técnicas y materiales específicos a utilizar.
Así, de forma secuencial, se exponen en primer lugar las bases sobre las que ha de
fundamentarse la diagnosis y el alcance de las diversas operaciones de observación de los
daños, ensayos a realizar y formas de análisis de la información recopilada. En una
segunda parte se relacionan los diversos tipos de intervención posibles según sean los
objetivos de la actuación, y se comentan los diversos aspectos y condicionantes de toda
índole – técnicos, económicos, arquitectónicos, medioambientales, de seguridad, de
control, de mantenimiento, etc. - que cabe tener presentes en el proceso de selección. Y
en una tercera y última parte se detallan y precisan los materiales y técnicas de posible
utilización, especificando sus propiedades, campos de aplicación, criterios de selección y
características de su puesta en obra, comparándose y valorándose a su vez los diversos
procedimientos descritos, en función de las posibles variables presentes en cada
situación.
El objetivo que pretende cubrir el presente capítulo es el de facilitar una metodología y
una base de conocimientos al técnico que corresponda decidir el sistema de intervención
a realizar, de utilidad para el establecimiento de un plan de actuación y un primer nivel
de selección de la técnica a aplicar, la cual requerirá para su definitiva concreción del
conocimiento detallado de las propiedades y características de los diversos productos de
factible suministro, de su costo y de la capacidad y peculiaridades de las empresas
ejecutoras del lugar.
Ha sido, precisamente, el carácter de este objetivo, que cabe considerar como de
divulgativo y general, el que ha aconsejado que en la confección y redacción del texto
que sigue hayan intervenido técnicos de formación y procedencia diversa, ingenieros de
caminos, arquitectos y arquitectos técnicos, con el fin de facilitar su interpretación al
mayor número posible de potenciales lectores, con la sola y única limitación de formar
parte y trabajar cotidianamente en el amplio mundo iberoamericano del sector de la
construcción.
3.1 ANÁLISIS DEL DIAGNÓSTICO
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La intervención debe ir obligatoriamente ligada a una fase previa que consiste en una
definición lo más exhaustiva posible del estado actual, y en su caso un “estudio de
daños”, que concluyan con el diagnóstico sobre el fenómeno que ha originado los daños,
sus causas, sus repercusiones futuras y un abanico de recomendaciones y propuestas de
actuación.
La información que se genera en esta fase previa es la base para orientar la selección de
la intervención. Se estudia la respuesta de una estructura existente con muchas
incógnitas (algunas incontestables), a las acciones mecánicas y reológicas cuya historia
es a su vez en general desconocida en profundidad, al contrario que en un proyecto
nuevo en el que se definen como hipótesis de partida. La intervención requerirá un
proyecto que ha de tener en cuenta como ha respondido la estructura (que debe basarse
en el diagnóstico realizado), y como va a responder y a evolucionar ante las actuaciones
que sobre ella se lleven a cabo.
Los estudios de daños en general requieren, en primer lugar la presencia de un técnico
especialista, un patólogo, capaz de estudiar situaciones límite reales, que sobrepasan la
normativa, y están a caballo entre la ciencia y la técnica. El patólogo ha de ser consciente
de sus limitaciones, y dado que los trabajos de definición del estado actual son
estadísticamente complejos y los procesos patológicos extraordinariamente variados, al
igual que las ciencias y las técnicas de que se dispone, deberá contar con el apoyo de un
equipo multidisciplinar y especialista, que le permita profundizar en el estudio de las
variables.
Figura 3.1.1. Flexímetro con instrumentación termohigrométrica para descontar su efecto. Pantalla de
seguimiento de deformaciones y variables termohigrométricas para 16 canales
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Figura 3.1.2. Transductores potenciométricos de desplazamiento
3.1.1 Bases de partida
Las bases de partida para un correcto estudio de daños, que no deben ser olvidadas
por quien recoge el testigo para definir el tipo de intervención sobre la estructura, son
las siguientes:
!
!
!
!
!
!
!
!
Cada construcción es un prototipo, no hay dos iguales.
Las estructuras reaccionan a los cambios y a las intervenciones con el
principio de la mínima energía.
Siempre que sea posible se tenderá a la metodología científica, apoyando
científicamente la respuesta y evitando los métodos intuitivos que puedan
resultar válidos en los procedimientos de urgencia. Herramienta importante
son los estudios de sensibilidad de las variables a las hipótesis de partida.
Debe haber un equilibrio entre el análisis numérico e instrumentación y
ensayo.
La respuesta de una estructura viene muchas veces indicada por los
subsistemas ligados a ella.
Hay que saber discriminar los fenómenos patológicos de los que no lo son.
La causa del daño rara vez es única, lo que conlleva la presencia de
especialistas de varias disciplinas, eso si, siempre bajo la coordinación del
patólogo especialista.
Un pequeño porcentaje de causas produce la mayor parte de los defectos
(principio de Pareto)
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Figura 3.1.3. La estructura del árbol se acopla a su ciclo energético
!
!
!
No hay una relación biunívoca entre causa y daño, una sola causa puede dar
lugar a varios efectos, y un efecto puede provenir de varias causas.
La obtención de información “in situ” ha de basarse en el principio de
“mínimo número de catas para obtener el máximo de información”.
Debe de valorarse la trascendencia de un nuevo error, a la hora de valorar el
riesgo de la intervención.
Figura 3.1.4. Fisuras horizontales en pilar, consecuencia de un asiento plástico. Sin repercusión estructural
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Figura 3.1.5. Fisuras verticales en un pilar mal reparado al que se la habían eliminado los estribos, como se
aprecia al eliminar el recubrimiento. Clara repercusión estructural
Figura 3.1.6. Al replantearse mal el nivel de la losa, se ha recrecido el apoyo. La deformabilidad de la jácena
hace entrar en carga al tabique
3.1.2 Metodología
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Figura 3.1.7. Prueba de carga para medir la rigidez real de una pasarela en servicio
Los pasos básicos, en la metodología científica, de una patología, que han de
quedar contemplados en el informe son:
!
!
!
Recopilar toda la información previa posible (proyecto original, historia
de cargas, modificaciones, usos, elementos colindantes, condiciones de
contorno)
Hacer una toma de datos exhaustiva, ya que nunca hay suficiente
información. Catálogo de daños (escritos, gráficos y/o en vídeo), tratando de
intuir incluso posibles vicios ocultos.
Realizar ensayos, catas e instrumentación para conocer, estudiar y
analizar las variables que hayan podido influir en los daños.
Figura 3.1.8. Análisis de las tensiones en un pilar por elementos finitos
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Figura 3.1.9. Fisura provocada por el entumecimiento de la armadura.
!
!
!
Análisis teórico, modelizando el comportamiento del elemento, para
justificar científicamente la causa.
Etiología de las causas a partir de la información previa, la toma de datos,
los esquemas de daños, los ensayos, las catas, la instrumentación y los
estudios teóricos.
Conclusiones y recomendaciones en función del conocimiento adquirido,
y las consecuencias de un nuevo error
En resumen hay que conocer a fondo la obra en su conjunto, la respuesta real de la
estructura a las acciones que realmente ha tenido. La misión del patólogo es unir lo
invisible y lo manifiesto para establecer el origen de un fenómeno. Para realizar el
diagnóstico es importante “conocer al paciente” en su conjunto.
Figura 3.1.10. Captador de desplazamiento mediante rayo láser.
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Figura 3.1.11. Receptor de rayo láser situado en un pilar para medir la diferencia de asiento entre este pilar y
otro donde se coloca el emisor de rayo láser
3.1.3 Sobre el alcance del diagnóstico
La definición del estado actual y/o el estudio de daños ha de constituir un
documento completo aunque con un nivel de información diferente según el
diagnóstico sea leve o grave. En el cuadro adjunto se indica una lista de chequeo, que
permite evaluar el nivel de información conseguido, y si hay argumentos suficientes
para valorar la necesidad o no de la intervención, y el riesgo de la misma. Como
corolario del diagnóstico, en las conclusiones y recomendaciones del estudio debe
quedar reflejado la necesidad del proyecto de reparación en su caso, y de que
tanto el proyecto como la ejecución lo lleve a cabo un equipo acreditado para ello.
Figura 3.1.12. Túnel scanner colocado sobre un vehículo que registra de forma casi continua el perfil
transversal del túnel
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Figura 3.1.13.
3.1.4 Sobre las características técnicas del mismo
Técnicamente se ha tenido que avanzar en el estudio en la definición del riesgo de
los elementos estructurales y por tanto habrá ensayos con un nivel de muestreo
suficiente que permitan acotar las variables que afectan a la definición de los
coeficientes de riesgo en las distintas partes de la construcción, que ayuden a
definir el riesgo en la fase de proyecto, y que tengan en la medida de lo posible en
cuenta el riesgo en la fase de construcción y en la obra ya construida.
El diagnóstico requiere que se haya valorado con criterio la de sensibilidad de las
variables a las hipótesis de partida de los modelos para poderlo contrastar con la
respuesta real de la estructura, y asociar la causa al efecto, de una forma científica.
Cuando no sea posible establecer con certeza la causa real, ya sea por falta de
información, o porque el tiempo o el dinero previsto para el estudio no permiten una
mayor profundización, debe decirse de forma explícita, porque: es un deber ético,
es una premisa previa para cualquier trabajo de este tipo, y también porque “a veces
lo más urgente es no correr”.
No se puede olvidar que la tecnología está en continua evolución, aparecen nuevos
materiales, nuevos ensayos, nuevos métodos de diagnosis, y también nuevas causas
de daños.
Una tecnología de gran aplicabilidad para definir el estado actual a partir del
comportamiento de la estructura (sin desmerecer los modelos deterministas) son los
métodos estadísticos englobados dentro de las técnicas de análisis
multivariantes, que definen el estado actual mediante la instrumentación de las
variables más significativas y paralelamente deducen el comportamiento de la
estructura a partir de su propia historia.
Figura 3.1.14. MÉTODO ESTADÍSTICO: Instrumentación de una variable y respuesta del modelo.
El procedimiento normal consiste en, hacer una participación de los datos medidos en
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la instrumentación, en ajuste y prueba, y plantear el modelo utilizando solo los
primeros correspondientes a un período previo. Entonces se puede hacer una
prognosis del modelo hacia los segundos, y comprobar su bondad. La validación del
modelo es el resultado de la consideración conjunta de los datos experimentales y de
la explicación que de los mismos hace aquél.
Un caso práctico sería el de una presa, en el que instrumentando 6 variables, y
creando las correspondientes funciones explicativas, se definiera el comportamiento
(por ejemplo su movimiento). La instrumentación definirá el nivel de llenado del
embalse, la temperatura ambiente, el movimiento del mes anterior, el empuje
hidrostático, la fluencia del hormigón y la inercia térmica.; a partir de estas funciones
definidas en el período de ajuste se contrasta el modelo en el período posterior de
prueba y se termina con una evaluación de errores.
Análisis de errores
En resumen, si se consigue conocer la respuesta de la estructura a una serie de
acciones en un período determinado, que puede considerarse de ajuste, se puede
modelizar el comportamiento, y posteriormente confirmar el modelo con la evolución
del otro período (de prueba).
Tabla 3.1.1. Lista de chequeo a efectos de evaluar el alcance del diagnóstico
ALCANCE DEL DIAGNÓSTICO
FASE PREVIA
¿El autor del estudio es un especialista?
¿Consta el plazo para realizar el estudio, y las visitas realizadas?
¿Tenía suficiente información, o ha aparecido más, que puede ayudar al diagnóstico?
¿Hay información sobre la historia de la construcción y sus modificaciones posteriores?
¿Se conoce el año de construcción y de las modificaciones?
¿Se ha consultado con los usuarios y los organismos oficiales?
¿Se hizo el esfuerzo de encontrar al autor del proyecto original y los documentos del mismo?
¿Se pudo contar con informaciones de técnicos intervinientes: constructor, director de obra,
control de calidad, otros?
¿Cuáles eran los vicios de construcción típicos de esa época?
¿Hay información de las condiciones de contorno (geotécnicos colindantes, usuarios vecinos,
accidentes o efectos climáticos especiales, microclima, otros?
DAÑOS OBSERVADOS
¿Hay más fisuras que las catalogadas?
¿Hay daños no tenidos en cuenta? . ¿El catálogo de daños es completo?
¿Qué tipo de evolución se aprecia desde que se hizo el estudio? ¿Confirma esa evolución la
causa del daño?
¿Hay experiencia sobre la configuración estructural?
¿Se han analizado los apoyos y nudos?
¿Es válida la metodología utilizada?
¿Está descrita y grafiada en planos?
ENSAYOS
¿Hay experiencia sobre el comportamiento de los materiales?
¿Los ensayos e instrumentaciones se realizan de acuerdo con alguna norma u homologación?
¿Se ha utilizado algún criterio estadístico para el muestreo?
¿Se ha seguido la normativa de muestreo por atributos?
¿Que tipo de instrumentación se hizo, y con que criterio: nivelaciones, inclinométricas,
fisurometría, extensométrías, otros?
¿Son suficientes los ensayos para definir las características introducidas en los modelos?
¿El ensayo realizado caracteriza el material en donde interesa?
ESTUDIOS DE GABINETE
¿Qué normativas se han utilizado? ¿En que aspectos se sobrepasa?
¿Se ha estudiado la seguridad por métodos deterministas, semiprobabilistas, estadísticas,.....?
¿Hay comprobaciones de cálculo en situación normal y alterada?
Verificación de la estructura:
Datos geométricos
Soldadura
Configuración estructural Defectos internos
Concurrencia de huecos: muros Estado de los apoyos
Esquema de armado
¿Se han estudiado estados límites de servicio: (vibraciones, deformaciones, otros)?
¿Se han estudiado estados límites de rotura?
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¿Hay estimaciones de la durabilidad?
¿Hay estudio de sensibilidad de las variables a las hipótesis de partida?
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
¿El nivel de conocimiento adquirido es suficiente?
¿Cual es la vida útil prevista si no se realizan actuaciones?
¿Tengo criterio para decidir si reparo, refuerzo o realizo obra nueva?
¿Se comenta en las recomendaciones la necesidad de que tanto el proyecto como la ejecución lo
realice alguien acreditado?.
3.2 ORIENTACIÓN SOBRE LOS SISTEMAS DE
INTERVENCIÓN
En toda intervención estructural, la diagnosis previa es la base del conocimiento del
edificio, de su estado de conservación, de las lesiones que presenta y de las causas que
las han provocado. Es sobre esta diagnosis precisa, contrastada y fiable, que nos
apoyaremos para determinar las soluciones más idóneas a aplicar en cada caso.
3.2.1 Tipos de intervenciones
Para conseguir una correcta elección de las técnicas y materiales de intervención mas
adecuados, hay que determinar previamente la función o funciones que estas deberán
cumplir una vez en servicio.
Por las características de los trabajos a realizar y por su mayor o menor incidencia en
los aspectos estructurales, podemos optar por cinco alternativas o tipos de
intervención genéricos que comportan en si mismas unas formas de actuar
sensiblemente diferenciadas. A grandes rasgos, estos grupos de soluciones los
podemos resumir en los conceptos siguientes:
Actuaciones de urgencia
Consideraremos en este grupo las actuaciones que hay que realizar, de forma rápida,
para subsanar lesiones que pueden resultar peligrosas para el uso del edificio o para
dar respuesta a una necesidad urgente en la funcionalidad del elemento estructural.
En muchas ocasiones este tipo de actuación tiene un carácter de provisionalidad y su
objetivo prioritario es el de mantener en servicio y/o evitar riesgos a los usuarios
durante el tiempo que se realiza la diagnosis, se redacta el proyecto y se ejecuta la
actuación definitiva. En otros casos, se plantean como intervenciones que deben
permanecer en el tiempo.
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Figura 3.2.1. Los trabajos de apuntalamiento estructural resultan en muchos casos comprometidos y requieren
de una definición precisa
Actuaciones de prevención y/o protección
Se trata de intervenciones que tienen como objetivo dar una protección a los
componentes estructurales para evitar o reducir la progresión de su proceso de
degradación o protegerlos contra el fuego, atmósferas agresivas, corrosión, desgaste
superficial, otros. Bajo este concepto, se pueden plantear diferentes variantes; así, se
puede actuar protegiendo directamente el elemento estructural, actuando sobre su
entorno, limitando las cargas de uso y planteando un seguimiento o control periódico
en sus puntos críticos.
Figura 3.2.2
Las limitaciones en el uso pueden resultar muy útiles para estructuras que no se
encuentren en situaciones límite
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Figura 3.2.3
Las pinturas protectoras deben aplicarse en elementos que no presenten
resquebrajaduras para conseguir los efectos deseados. Mantener una estructura en
uso puede exigir la realización de controles periódicos de la misma
Actuaciones de reparación
Cuando la degradación ha afectado al elemento estructural, debemos plantearnos una
reparación de la zona afectada para recuperar sus prestaciones iniciales que sea
adecuada a sus funciones estructurales. La complejidad e importancia de este tipo de
actuaciones puede resultar muy variable, en función de las características del
elemento, de su ubicación y de su estado de degradación.
Figura 3.2.4
Las reparaciones aplicadas a las zonas degradadas resultan complejas y requieren de
una diagnosis muy precisa para determinar la extensión de los trabajos.
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Figura 3.2.5. Las nuevas técnicas de reparación para extracción de cloruros o realcalinización, siendo todavía
experimentales apuntan unas grandes posibilidades de utilización en un futuro cercano
Actuaciones de refuerzo
Cuando nos encontramos ante errores en el cálculo o ante nuevas solicitaciones que
superan las inicialmente previstas para los elementos estructurales, debemos recurrir
a la incorporación de nuevos componentes estructurales, mediante sistemas de
refuerzo adecuados.
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Figura 3.2.6. El incremento de la capacidad portante mediante pletinas metálicas o fibras de carbono se ha
convertido en una de las actuaciones de refuerzo más frecuentes
Los refuerzos de hormigón en algunos casos y los perfiles metálicos en otros, son
también recursos adoptados en muchas de las reparaciones de las estructuras de
hormigón.
Figura 3.2.7
Actuaciones de sustitución
Cuando la incapacidad estructural resulta manifiesta y el refuerzo difícilmente
aplicable, se opta por la sustitución de la estructura. Esta sustitución se puede realizar
eliminando físicamente el elemento estructural y sustituirlo por otro nuevo o, lo que
resulta más sencillo, anulando su función mecánica actual mediante la introducción de
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nuevos elementos resistentes.
Dada la complejidad de los componentes estructurales de un edificio y la diversidad de
situaciones que puede presentar, resulta habitual que nos encontremos ante la
necesidad de aplicar varias de estas opciones conceptualmente definidas. Para
simplificar el trabajo, resulta recomendable agrupar situaciones parecidas para darles
un tratamiento único, evitando así una multiplicidad de grados de intervención que
complicarían innecesariamente la labor de proyecto y más aún los trabajos de
ejecución. Siempre será la diagnosis realizada la que nos permitirá establecer grupos
homogéneos, en cuanto a características y estado de conservación, y para cada uno
de ellos se determinará un tipo u otro de intervención ajustada a cada situación.
Figura 3.2.8. La sustitución funcional de estructuras de hormigón debe considerarse como un último recurso.
Si bien a menudo hay que recurrir a él por resultar irreversible el proceso patológico que sufre el elemento
3.2.2 Aspectos a considerar en la elección
Por lo general, las posibles soluciones a un determinado problema estructural son
diversas y se nos presentan diversas alternativas igualmente válidas, eficaces y
viables. Dado que no existe, prácticamente, normativa específica pensada para
actuaciones de rehabilitación, en la toma de decisiones es importante "pisar sobre
seguro", y cargarse de razones en la toma de decisiones. No será fácil detectar una
rotura frágil, ni un vicio oculto, a pesar de lo cual dadas las lagunas legales existentes
se va a asumir la responsabilidad.
En todos los casos se requieren unos criterios de valoración complementarios con los
que determinar la opción que se ajusta mejor a nuestras circunstancias. De forma
genérica podríamos considerar los siguientes aspectos:
Aspectos técnicos
Se trata del criterio fundamental a tener en cuenta en la toma de decisiones. En este
sentido, la solución debe garantizar:
!
!
!
!
Respuesta correcta a las limitaciones y exigencias estructurales que nos
plantea el edificio y sus componentes.
Vida útil de servicio acorde con las necesidades del uso previsto.
Prestaciones técnicas adecuadas al uso y al entorno en aspectos de
impermeabilidad y de protección contra el fuego.
Correcto tratamiento de las alteraciones en el funcionamiento del sistema
estructural, durante la intervención o como resultado de ella.
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!
!
!
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Calidad contrastada de los materiales y de las técnicas a aplicar.
Compatibilidad fisico-química de los materiales previstos en la intervención
con los materiales existentes.
Seguimiento en servicio y mantenimiento razonables para el tipo de edificio
a intervenir.
Figura 3.2.9. La protección contra el fuego, la calidad y compatibilidad de los materiales son algunos de los
aspectos técnicos que no podemos olvidar en la elección de la solución mas idónea.
Los aspectos que comentamos seguidamente tienen un papel complementario, si bien
pueden resultar decisivos en la elección, siempre y cuando los aspectos técnicos hayan
quedado claramente garantizados.
Aspectos económicos
En el caso frecuente en donde diversas alternativas técnicamente correctas puedan ser
aplicadas, el coste económico de cada una de ellas puede resultar clave en la toma de
decisiones. Establecer un cuadro comparativo entre la efectividad y prestaciones que
nos ofrecen las diferentes alternativas, juntamente con el coste económico de cada
una de ellas acostumbra a resultar muy clarificador.
Hay que tener siempre presente que el coste a considerar debe ser siempre el de toda
la operación, incluyendo los materiales y su correcta aplicación. También los
parámetros de efectividad, durabilidad y posibles costes de mantenimiento deben ser
analizados a lo largo de la vida útil, es decir, el coste global de la intervención.
M A T E R IA L IZ A C IÓ N
P ro y e c t o
E je c u c i ó n
M a t e ri a le s
t v id a ú t il
C O N C E P C IÓ N
P la n i fi c a c ió n
U T I L I Z A C IÓ N
M a n t e n im ie n t o
G e s ti ó n
C
O
N
S
T
R
U
C
C
I
Ó
N
D
E
R E I N T E G R A C IÓ N
D e m o l ic ió n
R e u ti liz a c ió n
S
C
O
N
S
T
R
U
C
C
I
Ó
N
Figura 3.2.10
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Aspectos operativos
Cuando nos planteamos la valoración de una solución no podemos olvidar las
limitaciones que esta nos puede presentar en el sentido operativo, como son:
!
!
!
!
!
!
!
!
!
Accesibilidad al elemento a intervenir en cuanto a las operaciones previas y
los medios auxiliares necesarios.
Operaciones complementarias de necesaria realización durante la fase de
ejecución como pueden ser bombeos, decapados, otros.
Disponibilidad de los recursos tecnológicos en el ámbito territorial o país
donde esté ubicada la obra.
Capacidad, conocimientos y medios técnicos de la empresa constructora que
debe hacerse cargo de los trabajos.
Disponibilidad de mano de obra en el lugar con las habilidades, nivel de
adiestramiento y experiencia necesarias.
Disponibilidad de personal técnico capacitado para la coordinación, control y
toma de decisiones durante la fase de ejecución de la obra.
Capacidad para seguir los plazos de ejecución establecidos para insertar los
trabajos estructurales dentro de otras operaciones más amplias.
Adecuación funcional del espacio donde se va a llevar a cabo la actuación
(alturas libres, anchos de paso, otros) y de acceso para los medios auxiliares,
personal y suministros necesarios.
Consideración de las variables climáticas y termo higrométricas de la zona
en cuanto a la posible incidencia en la intervención prevista.
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Figura 3.2.11. Las dificultades operativas que nos ofrecen algunas soluciones pueden hacer inviables las
soluciones mas idóneas, para adaptarlas a nuestra realidad y a nuestro entorno.
Aspectos arquitectónicos
Algunas de las soluciones a nuestro alcance para la intervención en estructuras de
hormigón, comportan una alteración de su forma, de su volumen, de su textura
superficial o de su color. En algunos casos estas alteraciones no tienen importancia,
pero en otros (hormigón visto, estructuras formalmente aparentes,...) provocaran una
modificación en los aspectos arquitectónicos y artísticos del edificio, que pueden hacer
inviables soluciones técnica, económica y funcionalmente recomendables. Así mismo,
el valor de testimonio histórico que algunos edificios y estructuras de hormigón han
adquirido con el tiempo exige un estudio cuidadoso de las posibles alternativas
aplicables, teniendo muy presente evitar alteraciones estéticas en el resultado final.
En estos casos analizar la reversibilidad, entendida como la cualidad de una
intervención de poder ser eliminada sin dejar secuelas de orden físico o químico en el
material intervenido, puede resultar importante.
Figura 3.2.12.
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Figura 3.2.13. Presentar los trabajos a los vecinos y propietarios resulta una práctica interesante para evitar
conflictos sociales durante las intervenciones
En el caso de edificios patrimoniales, donde el hormigón se ha convertido en un
material insustituible e inalterable, la intervención se complica con el objetivo de que
no pueda ser apreciada visualmente. Unité d’Habitation de Le Corbusier en Marsella y
restauración de iglesia románica en Catalunya.
Cuando la intervención requiera el desalojo, puede llegar a ser determinante en la
solución a adoptar, y plantearse una sustitución funcional en lugar de un refuerzo
propiamente dicho. En estos temas el plazo de ejecución juega un papel importante.
Prever y organizar la participación social, en algunas intervenciones, puede ser uno de
los factores esenciales para el éxito de la operación.
Aspectos medioambientales
Los requerimientos medioambientales se están incorporando de una forma decidida en
el sector de la construcción. En las intervenciones en estructuras de hormigón este
aspecto puede resultar determinante en algunos casos. Debemos diferenciar dos
situaciones complementarias: la fase de ejecución, y la de utilización y mantenimiento.
En la fase ejecución debemos escoger materiales de bajo impacto ambiental y que no
impliquen riego de toxicidad para los aplicadores, evitar la demolición y minimizar la
producción de residuos, no causar contaminación acústica hacia el entorno, evitar la
contaminación del aire o del agua durante los trabajos y racionalizar el consumo
energético del proceso. En este análisis debemos considerar el ciclo de vida de todos y
cada uno de los componentes a emplear.
Figura 3.2.14.
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Durante el periodo de uso, las soluciones aplicadas no deben resultar tóxicas ni
nocivas para la salud de las personas ni comportar consumos energéticos superiores a
los habituales.
El seguimiento de estos parámetros de decisión a menudo nos orientará hacia
soluciones de menor impacto y nos pueden descartar algunas que se habían
consolidado como habituales.
Minimizar la producción de residuos y gestionarlos correctamente es una actitud de
respeto por el medio ambiente que hay que mantener a lo largo de todos los trabajos.
3.2.3 Otros condicionantes para la intervención escogida
Además de decidir la solución a aplicar en los diferentes componentes del sistema
estructural del edificio, es necesario definir el proceso de ejecución, y las técnicas y
materiales a emplear de una forma detallada. Se trata de dos acciones o pasos que
siguen un camino paralelo y que implican una serie de condicionantes mutuos. En este
sentido se requiere la redacción de un proyecto ejecutivo, que debe correr a cargo de
un equipo técnico cualificado para ello.
Para este tipo de trabajos, hay una cierta tendencia a confiar en que sean las
empresas especializadas las que con su experiencia y conocimientos determinen las
condiciones de trabajo, las técnicas y materiales a emplear y el proceso de ejecución.
A pesar de que son muchas las empresas realmente cualificadas en este campo de la
intervención en estructuras de hormigón, cada día son mas las que se introducen en el
tema con unos conocimientos mínimos y sin el personal preparado para los trabajos
especializados que este tipo de actuaciones requieren. En consecuencia, debemos ser
capaces de preparar una buena definición de la solución escogida, con un pliego de
condiciones que homologue al constructor y a sus operarios, a los materiales a utilizar
(certificación de origen industrial y de partida servida), al ente que va a hacer el
control de calidad, y en general a todo el proceso.
Además de las indicaciones sobre las diferentes técnicas y materiales que se exponen
en el siguiente apartado, en la decisión y definición de los trabajos a realizar debemos
considerar los aspectos siguientes:
Procedimientos previos
La sensibilidad de los usuarios y vecinos frente a las intervenciones estructurales en
los edificios existentes requiere cumplir con la tramitación administrativa prevista de
una forma correcta. En este sentido resultará necesario prever la obtención de todos
los permisos y visados exigidos, hacer actas notariales donde se definan las
condiciones de contorno previas a la actuación y clarificar responsabilidades con las
construcciones colindantes, servicios afectados, o con el propio edificio en las zonas
donde no se actúa.
Desde el punto de vista social, puede resultar importante resolver la inquietud creada
por la necesidad de la intervención, y por lo tanto es conveniente "sancionar la
intervención" desde el punto de vista técnico y de tranquilidad para el usuario.
Apuntalamientos y actuaciones de urgencia
Los medios auxiliares por los que las cargas deben ser trasmitidas previamente,
durante o después de la intervención, son los primeros que se olvidan en los
documentos de proyecto dado su carácter de provisionalidad. La importancia de estas
operaciones que asumen un papel de anestesia de la estructura y de garantía de
seguridad, nos exige estudiarlos y plantearlos con el máximo rigor profesional,
ajustándolos a la solución o soluciones escogidas.
En este sentido debemos dimensionar correctamente los elementos de apuntalamiento
y emplazarlos en los puntos precisos para asegurar su comportamiento estructural
correcto sin dificultar los trabajos a realizar. La consideración de la geometría y
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armado de las piezas, y de su funcionamiento estático, en el momento de apuntalar,
será la forma de evitar daños a menudo irreparables como consecuencia de provocar
cambios en su sistema de trabajo para los que no está capacitado. Asegurar un
descenso de cargas correcto entre los diferentes elementos del edificio hasta su
llegada al terreno, evitando provocar deformaciones, asentamientos o sobretensiones
localizadas sean en los elementos de apuntalamiento o en la propia estructura, es
también imprescindible.
No debemos olvidar que son muchos los casos en los que un mal apuntalamiento ha
sido la causa de daños mayores que los que se pretendía corregir.
Dimensionar correctamente y colocar con precisión
imprescindible para garantizar una intervención exitosa.
los
medios
auxiliares
es
Soluciones constructivas
Sean cuales sean las técnicas y los materiales a emplear, desde del punto de vista
constructivo resulta necesario definir los detalles del funcionamiento estructural de
cada componente y sobre todo de las interconexiones entre ellos.
En las intervenciones de refuerzo y de sustitución estos aspectos alcanzan su mayor
importancia y hay que preparar detalles constructivos que muestren con claridad los
sistemas de apoyo y de transmisión de los esfuerzos hacia los nuevos elementos
resistentes. Conseguir que los refuerzos o los nuevos elementos estructurales
absorban las tensiones previstas en el cálculo no siempre es tarea fácil y su eficacia
depende esencialmente del diseño de unas soluciones constructivas correctas y
adaptadas a las circunstancias del caso.
Una buena definición de los diferentes detalles constructivos resulta imprescindible
para alcanzar los resultados esperados y evitar errores de ejecución
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Figura 3.2.15.
Figura 3.2.16.
Seguridad
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Las características de muchas de estas intervenciones las hace especialmente
complejas y peligrosas para los operarios que deben materializarlas. Considerar todas
las medidas preventivas necesarias para evitar accidentes y garantizar la seguridad de
los trabajadores también formará parte de los considerandos para escoger una
solución y de la documentación en la que se definan los trabajos a realizar, así como
los que deberán desarrollarse en un futuro en labores de inspección y mantenimiento.
En este mismo sentido, no podemos olvidar la posible toxicidad de algunos
componentes a emplear para desestimarlos o establecer las medidas correctoras
pertinentes.
La seguridad de los trabajadores se ha convertido en uno de los aspectos
fundamentales a tener presentes en el momento de ejecutar los trabajos.
Figura 3.2.17.
Medioambiente
Para que los trabajos a realizar resulten mediambientalmente correctos hay que
preverlo en el planteamiento de los mismos, pensando en la solución más idónea para
dar respuesta a esta exigencia. En el caso de las intervenciones en estructuras de
hormigón hay que minimizar los residuos que se provoquen y organizar la correcta
gestión y tratamiento de los que inevitablemente se produzcan. Así mismo, en este
tipo de trabajos hay que estar muy atento a la producción de ruido, polvo o
contaminación de las aguas sea por vertido directo o por lixiviación y al ahorro
energético.
La toxicidad de algunos productos utilizados exige un tratamiento cuidadoso de estos
Figura 3.2.18.
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Control y recepción
Es importante adjudicar la realización de los trabajos a una empresa de experiencia y
capacidad reconocida en este tipo de trabajos. De todas formas, hay pensar que la
solución adoptada permita establecer un procedimiento de seguimiento y control de
calidad de los materiales, de su aplicación y del proceso de ejecución para garantizar
el cumplimiento de las exigencias planteadas en el proyecto. Esta labor deberá
apoyarse en todas las pruebas y ensayos que se consideren precisos para sancionar la
intervención, o hacer el seguimiento en el tiempo de la misma.
A la finalización de los trabajos, hay que realizar una acta de recepción, que sea el
resultado de una inspección exhaustiva de los trabajos realizados y del grado de
cumplimiento de las condiciones proyectuales.
Mantenimiento
Un aspecto imprescindible a tener presente en este momento es el que se refiere al
futuro mantenimiento o seguimiento en servicio de la estructura y de las
intervenciones realizadas a lo largo de su vida útil.
En este sentido se debe prever las operaciones que habrá que realizar periódicamente
(inspecciones, limpieza, protección, cambio de elementos, otras) y establecer las
medidas necesarias para facilitar su ejecución. Es decir, hay que plantear la
mantenibilidad de los diferentes elementos que la requieran, previendo los medios de
acceso permanentes o eventuales.
Una vez finalizados los trabajos, hay que dotar al propietario de una amplia y
detallada documentación técnica relativa a los trabajos realizados, los materiales y
técnicas empleados y unas instrucciones claras sobre las inspecciones y operaciones
de mantenimiento a llevar a cabo a lo largo de la vida útil del edificio y los plazos de
tiempo en que deben llevarse a cabo.
Figura 3.2.19.
Disponer de un sistema adecuado para acceder a inspeccionar y a realizar los trabajos
de mantenimiento es fundamental para garantizar que estas labores de realicen.
3.2.4 Árbol de decisiones y factores a tener en cuenta
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3.3 ORIENTACIÓN SOBRE MATERIALES Y
TÉCNICAS
3.3.1 Introducción
Ante un problema de daño de una estructura de hormigón, que requiera una actuación
de reparación y/o refuerzo de la misma, se necesita un proyecto de dicha actuación.
Este proyecto, en comparación a un proyecto de nueva implantación, requiere
asimismo unos requisitos técnicos, económicos, estéticos, medioambientales, etc,.
Ahora bien en este proyecto de actuación hay que tener presente una serie de
condicionantes que no se inciden, en general, en un proyecto de nueva planta. Entre
estos condicionantes pueden considerarse: necesidad de mantener en servicio la
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estructura, urgencia de la actuación, fuerte presión social sensibilizada por la
existencia del problema, posibles costes políticos elevados ante un nuevo problema
consecuencia de la actuación, otros.
Figura 3.3.1. En una reparación, además de los condicionantes usuales, aparecen otros de gran significación:
Mantenimiento del servicio, urgencia de la actuación, presión social, etc.
En un proyecto de reparación y/o refuerzo de una estructura, como cualquier otro
proyecto de nueva planta, debe tenerse en cuenta las interacciones existentes entre
cada etapa, pero al mismo tiempo hay que recordar que con mucha frecuencia se
hacen las actuaciones sin la existencia de un proyecto específico bien desarrollado, lo
que, evidentemente, aumenta el riesgo de una inadecuada actuación.
Por el contrario, en otros proyectos, hay que tener presente que algunos de los
condicionantes señalados, implican un importante grado de especialización tanto en e
proyectista, como en las empresas que realicen las actuaciones así como las empresas
suministradoras de los materiales a utilizar. Una no consideración de estos
condicionantes puede conducir al fracaso de la actuación, que al tratarse de una
reparación, refuerzo, etc, esto es, llueve sobre mojado, las consecuencias del fracaso
pueden ser mayores.
El presente apartado tiene por objeto definir los principios básicos que se deben
utilizar en la definición de la técnica de intervención en la reparación y/o refuerzo de
estructuras de hormigón en masa, armado o pretensado, incidiendo, especialmente, en
las interacciones existentes entre las técnicas y los materiales de reparación así como
en los condicionantes externos que puedan presentarse.
Figura 3.3.2. Una actuación sin un
diagnóstico adecuado puede conducir a
resultados ineficientes de las actuaciones
Figura 3.3.3. La inadecuada elección del
aplicador especializado, condujo al fracaso de la
aplicación y a la necesidad de rehacer de nuevo
Sobre este tema existe una norma española UNE-ENV 1504-9 titulada Productos y
sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón. Definiciones,
requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 9: Principios
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generales para el uso de productos y sistemas de junio de 1999. Dada la similitud del
tema con la normativa citada, este apartado se ha escrito teniendo en cuenta los
aspectos más conceptuales dejando los aspectos más prácticos para la citada
normativa. Dicha normativa forma parte de un conjunto integrado por 10 partes, la
mayoría de ellas en etapa de elaboración. En el anejo 1 se da la relación de
normativas que conforman esta unidad.
3.3.2 Materiales de reparación
Consideraciones generales
Aunque se ha apuntado con anterioridad, conviene recordar por su importancia, que
no se debe realizar actuación alguna, sin haber identificado previamente la causa del
problema. Evidentemente esta consideración es válida en todos los casos excepto en
las actuaciones de carácter urgente que realizan los cuerpos de bomberos, si bien
debe tenerse presente.
En primer lugar, hay que señalar, que los materiales de reparación son también
materiales usuales en estructuras de nueva implantación si bien, en este caso, tienen
una aplicación específica como es la reparación y/o el refuerzo. Así pues, estos
materiales, desde el punto de vista del hormigón, giran en el entorno de dos
conglomerantes básicos:
!
!
Conglomerante hidráulico (agua y cemento) al que se pueden introducir
distintas modificaciones (aditivos, cenizas, microsílice, etc,.) para que se
ajuste de forma más satisfactoria a determinados requisitos específicos que
se le puedan exigir.
Conglomerante orgánico (resinas) que puede presentarse en distintas
familias (epoxi, poliester, acrílicas, etc.) siendo compatible o no con el agua.
y de otros materiales que contribuyen en funciones resistentes o de servicio como son
básicamente los materiales metálicos en diferentes configuraciones: fibras de acero,
armadura pasiva, armadura activa en anclajes, chapas metálicas o de materiales
compuestos, etc. Así pues de todos los materiales posibles en la reparación, no se
presentan otros materiales asociados a campos muy específicos (por ejemplo,
materiales bituminosos en sellado de juntas) o a requisitos muy particulares (por
ejemplo, fibra de vidrio en alguna aplicación superficial).
Figura 3.3.4. Los conglomerantes hidráulicos
son, usualmente, bien aceptados en reparación
por el conocimiento que se tiene de los mismos.
Figura 3.3.5. Los conglomerantes orgánicos al
ser, en general, más desconocidos para el
técnico, suele generar mayor grado de
dependencia técnica
La elección de un material de reparación viene condicionada por la causa del daño y la
forma de manifestarse el mismo. Así pues en aras a lograr el éxito en la elección del
material y su empleo en la reparación es necesario realizar previamente un correcto
diagnóstico de las causas de daño y extensión del mismo (apartado 2). No obstante,
para ilustrar el tema a manera de ejemplo, cabe señalar que en función del carácter
estable o evolutivo de una fisura es necesario emplear uno u otro tipo de material.
Evidentemente, tal como señalan Aguado et al (1985), existen otros factores que
condicionan la elección del material de reparación: técnicos, económicos, estéticos,
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preparación equipos humanos, otros. No obstante, en general las opciones existentes
en cada caso, tal como se muestra más adelante, no son muy numerosas, lo cual
facilita la elección. Desde el punto de vista económico, al elegir un material no sólo
hay que incluir los costes de inversión del mismo sino también los costes de
mantenimiento requeridos. A estos costes habría que incorporar ciertos costes de
carácter político-técnico asociados a la probabilidad de fracasar en la reparación.
Ejemplo de una incorrecta actuación, tanto
por el material como por la aplicación, con
resultados negativos en edificio público de
alta significación.
Ello implica, necesariamente, la aparición de
problemas posteriores.
A manera de ejemplo, supongamos una reparación importante en una presa con un
embalse, principalmente, para regadíos. Durante la reparación pensemos que sea
necesario cortar o restringir el aporte de aguas, lo cual va a dar lugar a fuertes
tensiones entre los agricultores afectados frente a la propiedad de la presa. Si la
reparación fracasa, una siguiente actuación va a tener un efecto multiplicador
importante de estas tensiones las cuales afectarán tanto a los técnicos encargados de
la reparación como a los técnicos de la explotación del embalse. Así pues, teniendo
presente que esta problemática ha ido creciendo en estos últimos años,
recomendamos introducir los costes asociados a la misma con el fin de hacer una
evaluación global del coste de la solución de reparación en lo que hace referencia a los
materiales y resto de etapas.
Si tal como se comentaba con anterioridad, el material de reparación es un material
factible de emplear en obras de nueva construcción, existe en general, una diferencia
entre ambas situaciones. Esta diferencia radica en el material soporte sobre el que se
aplicará el nuevo material, que en el primer caso será el hormigón de la obra
primitiva, mientras que en el segundo será el material constituyente del encofrado.
Este hecho resalta la importancia que adquiere el soporte en la caracterización de las
propiedades del material de reparación así como la interacción existente entre éste y
la geometría de la zona a reparar. En primer lugar, hay que identificar con precisión la
zona dañada, para lo que se puede utilizar un diagrama de flujo como el de la figura
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adjunta. Y, en segundo lugar, hay que tratar los daños que se reflejan en el
paramento tanto a través de fisuras como a través de las propias superficies. En el
anejo 2 se muestra la forma de proceder para la preparación de la zona de actuación.
Hormigón y mortero hidráulico
En la reparación de estructuras de hormigón son diversos los cementos que pueden
emplearse, si bien en su elección debe tenerse presente factores tales como:
!
!
!
!
Condiciones de agresividad del entorno: terreno, ambiente exterior, aguas,
etc.
Compatibilidad físico, químico y mecánica (en especial adherencia) entre el
nuevo hormigón y el hormigón de base (soporte).
Requisitos en relación al tiempo para poner en servicio la obra reparada.
Puede requerir el empleo de cementos con altas resistencias iniciales.
Dimensiones de la obra a reparar. Así en grandes macizos (sustitución de
grandes elementos) puede requerirse cementos de bajo calor de hidratación.
En estas obras, los factores técnicos enunciados deben primar sobre cualquier otra
consideración de tipo económico, etc., tal como se ha dicho con anterioridad. El
cemento elegido deberá cumplir con las prescripciones técnicas recogidas en el Pliego
de prescripciones existentes en cada ámbito nacional.
En cuanto a los áridos a emplear en la reparación, se debe prestar especial atención
a la naturaleza de los mismos, a su granulometría y tamaño máximo. Con respecto a
su naturaleza hay que señalar que dichos áridos deben ser compatibles con el cemento
empleado atendiendo a las condiciones de agresividad del entorno. La granulometría y
el tamaño máximo del árido son, en la mayoría de los casos, determinantes,
debiéndose tener en consideración para su elección, factores tales como:
!
!
!
Máxima trabajabilidad del hormigón o mortero resultante en aras de
alcanzar una gran compacidad, lo cual mejora la durabilidad en la mayoría de
los casos.
Técnica empleada en la reparación: usual del hormigón in situ, proyección
via seca, proyección via húmeda, prepack, inyección, etc.
Geometría de las zonas a reparar y en especial, espesores de dichas zonas
que condicionan el tamaño máximo del árido a emplear.
Todos estos factores apuntan a que con frecuencia el árido seleccionado sea
claramente diferente del árido constituyente del hormigón de base, lo cual no tiene
porque tener mayor importancia si se considera la compatibilidad antes citada. Por
otro lado, puede ser necesario transportar los áridos desde puntos lejanos a la obra a
reparar mientras que el árido empleado en el hormigón de base, será en general un
árido de la zona. En cuanto al agua, la reparación no introduce un elemento
diferenciador con respecto a la empleada en el hormigón de base, en consecuencia,
resultan vigentes todos los requisitos exigidos en aquel caso.
Por último, y en aras de conseguir una mayor trabajabilidad o bien de mejorar algunas
características del hormigón, puede plantearse el empleo de aditivos, si bien
verificando que los mismos cumplen la función especificada. El empleo de adiciones
(cenizas predominantemente) en forma directa al hormigón no es usual en
hormigones de reparación salvo en el caso de sustitución de grandes masas de
hormigón, y si se dispone del equipamiento necesario.
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Figura 3.3.6. Los aditivos y adiciones han
tomado carta de naturaleza en los hormigones
de nueva implantación y de reparaciones
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Siempre hay que buscar que cumplan la
función especificada y que sean compatibles,
tanto con los otros componentes como con el
soporte en el caso de una reparación
Hormigón y mortero orgánico
Como tal se entiende a los compuestos de tipo polimérico que se hacen intervenir en
el hormigón para mejorar principalmente dos características del mismo: propiedades
mecánicas y comportamiento frente a agentes agresivos. En esta línea, los polímeros
intervienen en el hormigón de tres formas diferentes:
!
!
!
Impregnación. El polímero se introduce en los huecos (poros y fisuras) de un
hormigón de base para polimerizar con posterioridad. Esto da lugar al
hormigón impregnado con polímero.
Sustitución del conglomerante hidráulico. El polímero sustituye al agua y al
cemento como conglomerante. Esto da lugar al hormigón de polímero.
Adición del polímero al conglomerante hidráulico. En este caso se amasa
conjuntamente polímero, agua, cemento y demás componentes. Esto da
lugar al hormigón modificado con polímero.
La técnica de impregnación, tal como señalan Aguado y Salla (1987), es hoy en día
muy poco utilizada en el campo de la reparación debido a su elevado coste. Una
variante de esta técnica, como son las capas de imprimación y sellado son, sin
embargo, muy utilizadas para mejorar el soporte y favorecer la unión con el mortero u
hormigón de reparación.
Figura 3.3.7. Los puentes de unión se
establecen, usualmente, mediante capas
de imprimación. No obstante, en las
actuaciones aparecen otras capas con
otras funciones, para cada caso concreto
(sellado, etc,).
En la técnica de sustitución las resinas usualmente utilizadas corresponden a las
familias siguientes: epoxi, poliester insaturado y acrílicas, siendo las de más amplio
uso las resinas epoxi, tal como señala Fernández Cánovas (1981). En cualquier caso la
alta retracción de estos materiales y la propia exotermicidad de la reacción de
polimerización direcciona su campo de aplicación hacia aplicaciones superficiales de
pequeño espesor y en no grandes dimensiones (espesores principalmente).
Los hormigones modificados con polímeros, una vez superados los problemas de
compatibilidad entre el agua y la resina (no todas son aptas), son los que tienen un
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espectro más amplio de aplicaciones ya que los mismos pueden actuar en distintas
direcciones tal como señalan Allen y Edwards (1987). Estas son:
!
!
!
!
!
Como reductor de agua, dando lugar a morteros de buena trabajabilidad,
baja retracción y baja relación agua/cemento.
Mejorar la adherencia entre el mortero (hormigón) de reparación y el
hormigón de base.
Reducir la permeabilidad frente al agua, dióxido de carbono y aceites
incrementando su resistencia frente a ciertos agentes químicos.
Actúa, en cierta medida, como factor que mejora las características
químicas.
Incrementa las características mecánicas: resistencia a tracción, flexión,
compresión.
Independientemente de la técnica adoptada, hay que insistir en la necesidad de que el
material empleado sea compatible con el hormigón de base. En esta compatibilidad
hay que incidir en las propiedades físicas, y de forma especial en las térmicas, ya que
al crearse capas, pueden existir problemas de despegue entre ellas.
Figura 3.3.8. Un aspecto clave del éxito de la
aplicación es el puente de unión que se
establezca con el soporte
En la tabla 3.3.1 se presentan distintas propiedades físicas de diferentes morteros y
hormigones con polímeros empleados en reparación, tomando como referencia un
hormigón sin polímeros. Con ello se tiene un análisis comparativo de los
conglomerantes principales que se han visto.
Otros materiales
Si bien los hormigones y/o morteros hidráulicos y orgánicos son los más utilizados en
la reparación de la mayoría de estructuras de hormigón, es frecuente, en aplicaciones
específicas, el empleo de otros materiales: armadura pasiva y activa, fibras, productos
bituminosos, otros. Dado que el espectro de materiales alternativos, encuadrados en
este grupo, es muy amplio resulta difícil consignar unos criterios generales de
utilización que alcancen a todos ellos. No obstante resulta común para estos
materiales que los criterios utilizados son mayoritariamente independientes de que se
traten de una obra de reparación, es decir, en general se ajustan bien los criterios
seguidos para una obra de nueva implantación.
Por otro lado, hay que insistir en la importancia que tiene una correcta preparación de
la superficie a reparar ajustada a las condiciones existentes tanto del material de
reparación como del entorno (entre otras, grado de humedad, temperatura,
materiales) en aras de evitar distintos problemas y entre ellos, los de condensación no
suficientemente tratados, tal como señalan Sasse y Fiebrich (1983).
Tabla 3.3.1. Propiedades físicas de diferentes morteros y hormigones
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Material
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Hormigón de polímero
Resina
Resina
epoxi
Poliester
Hormigón
Hormigón
modificado
con polímero
sin polímero
Resistencia a compresión
(MPa)
55-120
55-120
10-80
20-70
20-50
20-50
6-15
2-5
Resistencia a flexión (MPa)
9-20
8-17
2-8
1,5-3,5
Resistencia a tracción (MPa)
0,5-20
2-10
5-30
20-35
Módulo elásticidad (GPa)
0-15
0-6
0-5
2-3,5
Deformación última compr.
(%o)
0,15-0,30
0,15-0,30
0,10-0,30
0,10-0,25
10-30
10-35
8-20
7-12
40-80
50-80
80-250
300
0-2
0-2
1-8
4-10
6-48
2-6
1-7
1-4
horas
horas
días
semanas
Coeficiente de Poisson
Coeficiente dilatación oC (×
10-6)
Temperatura máxima servic.
(oC)
Absorción agua (% peso)
Velocidad de desarrollo
resistencias a 20 oC
Figura 3.3.9. La armadura activa es una técnica
importante en reparaciones y refuerzos de problemas
por causa mecánicas
Dentro de este grupo de materiales, por ejemplo la armadura activa, no se explicitan
con posterioridad fruto del amplio conocimiento que de los mismos tiene el técnico o
bien, por tratarse de una aplicación muy específica de un material conocido.
A manera de resumen, en la tabla 8.3, ampliación de la propuesta por Shaw (1987),
se presentan diferentes materiales a los que se ha hecho referencia en este apartado
asociado a distintos tipos de daños a reparar. La misma no pretende ser una respuesta
exhaustiva ni excluyente a otros materiales y situaciones específicas sino que ha de
analizarse desde un prisma positivo de metodología para comparar distintas soluciones
(materiales) frente a un mismo problema.
Tabla 3.3.2. Algunos materiales de reparación asociados a distintos tipos de daños
TIPO DE MATERIAL
Hormigón normal
Hormigón con fibras acero
Hormigón proyectado
Mortero cemento
Mortero modificado con polímero
Tipo superficie
Espesor en mm
> 25
> 40
12-25
12-25
12-25
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
> 25
> 40
12-25
12-25
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Mortero resina epoxi
Morteros resina poliester
Imprimación resina epoxi
SBR y copolímero caucho y materiales
acrílicos
Espumas poliuretano
Resinas de poliester y acrílicas de baja
viscosidad
Resina epoxi baja de viscosidad
Sistema polimérico u otros tipos de sellado
6-12
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6-12
6-12
X
X
X
X
D.P.
X
X
X
D.P.
D.P.
D.P.
X
(1) Sellado de fisuras y juntas.
(2) Reparación de fisuras estructurales. (3) Mejora de condiciones
adherentes. (4) Coqueras. (5) Permeabilidad del hormigón. (D.P.: Depende Permeabilid.)
3.3.3 Técnicas de Reparación
Tipos de técnicas y otras consideraciones
Las técnicas utilizadas en la reparación de obras de hormigón constituyen una
ampliación de las técnicas de construcción en obra nueva. No obstante, la existencia
de agua en ciertas ocasiones durante la reparación (por ejemplo de obras hidráulicas
de hormigón), puede requerir actuaciones específicas y medidas especiales. Entre las
técnicas más usuales podrían citarse: estándar, prepack, proyección, inyección,
aportación de materiales, imprimación, impregnación y otras. En lo que sigue se hace
una breve descripción de las técnicas de reparación, ya vistas en otros capítulos,
desde el punto de vista metodológico:
!
!
!
!
La técnica estándar es la técnica usual de construcción de elementos de
hormigón, armados o no, tanto mediante prefabricación como in situ,
independiente del transporte del hormigón. Es la técnica mayoritariamente
empleada en reparación de grandes y pequeñas superficies en condiciones
normales.
La técnica prepack, como es conocido, dispone previamente dentro de los
encofrados los áridos y después rellena con pasta de cemento. Es frecuente
su empleo en grandes elementos y construcción bajo el agua (no circulante a
fuertes velocidades).
La técnica de proyección es mayoritariamente empleada con morteros y
hormigones proyectados, ya sea por vía seca o vía húmeda. En cualquier
caso esta técnica suele emplearse en reparación de grandes superficies con
pequeños espesores, en condiciones normales. Hay que tener presente que
el hormigón resultante tiene, en general, una permeabilidad ligeramente
inferior que la correspondiente a un hormigón moldeado y vibrado y, en
consecuencia, puede implicar la presencia de problemas de durabilidad por
carbonatación del hormigón.
La técnica de inyección es empleada principalmente para tapar vías de
agua y rellenar huecos dentro de la masa de hormigón o terreno. Pueden
emplearse productos en configuración definitiva (morteros de cementos,
resinas) a falta de endurecedor o bien productos que al reaccionar con el
agua modifican su estado aumentando de volumen (espumas, etc.). Es
frecuente su empleo en impermeabilización de grandes macizos en cualquier
condición y en sellado de fisuras, juntas, etc
Figura 3.3.10. Técnica
preparck: En el ejemplo
utilizada para construir
bajo el agua. Vista de la
pila una vez ha
descendido el nivel del
embalse
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Figura 3.3.11.
Técnica de
inyección:
Manual o
automática, con
bomba (vista en
la figura).
Importancia del
operador
!
!
!
La técnica de imprimación es utilizada como puente de unión entre el
soporte y el nuevo material. En la misma se dispone el material de unión ya
sea manualmente (brocha u otro medio) o bien con medios mecánicos por
proyección. Su empleo es usual en grandes y pequeñas superficies en
distintas condiciones.
La técnica de impregnación es utilizada tanto como fuente de unión como
de mejora del material soporte. En ella el material de unión se hace penetrar
unos milímetros en el soporte mediante vacío u otro sistema. Su empleo, hoy
en día bastante restringido, es indicado en grandes y pequeñas superficies en
condiciones normales.
La técnica de aportación de materiales hace referencia en este caso a
aquellas reparaciones en las que se aporta un material previamente
fabricado, por ejemplo, láminas plásticas en impermeabilizaciones de
canales. Suelen emplearse en grandes y pequeñas superficies en condiciones
normales.
Figura 3.3.12. La proyección es una
técnica usual en grandes superficies
y espesores no muy importantes,
por ejemplo, en canales
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La imprimación es una técnica
usual para la creación de puentes
de unión con el soporte
En el grupo de otras técnicas se podría considerar anclajes o cualquier otra que
resuelva problemas más puntuales.
Ante unos daños definidos en una estructura el método de reparación no suele ser
único, sino que pueden presentarse diversas alternativas en la mayoría de los casos,
siendo necesarios definir algunos criterios para la selección en función de las
condiciones de contorno del problema, y estos problemas pueden afectar tanto al
hormigón como a la armadura. Es en esta dirección como lo plantea la citada norma
española UNE-ENV 1504-9, la cual diferencia defectos del hormigón y corrosión de
armaduras, definiendo diferentes principios tal como se muestra en las tablas 8.4 y
8.5 adjuntas. En ellas puede apreciarse que para cada principio se plantean diferentes
métodos de actuación. Los principios son riegos de daños en la estructura o bien que
ya se hayan planteado.
Tabla 3.3.3. Principios y Métodos relativos a los defectos del hormigón
Principio
nº
1 [PI]
Principio y su
definición
Métodos basados en el principio
Protección
contra
penetración
Reducción o prevención de
la entrada de agentes
adversos, como el agua,
otros líquidos, vapor, gas,
agentes
químicos
y
biológicos.
Impregnación
Aplicación de productos líquidos que penetran en
el
Hormigón y obstruyen el sistema de poros.
Revestimiento superficial con, o sin, capacidad
de
Puenteo de fisuras
Fisuras con vendaje local1)
Relleno de fisuras
Continuidad de las fisuras a través de las
juntas1)
Levantamiento de paneles exteriores1)2)
2 [MC]
3 [CR]
4 [SS]
Control de humedad
Ajuste y mantenimiento del
contenido de humedad en
el hormigón dentro de un
intervalo
de
valores
especificado.
Restauración del hormigón
Restauración del hormigón
original de un elemento de
la estructura a la forma y
función
especificada
originalmente.
Restauración
de
la
estructura de hormigón por
sustitución parcial.
Refuerzo estructural
Aplicación de membranas1)
Impregnación hidrófoba (hidrorepelente)
Revestimiento superficial
Protección o sobrerrevestimiento1)2)
Tratamiento electroquímico1)2)
Aplicación de una diferencia de potencial entre
partes del hormigón para ayudar o evitar el paso
del agua a través del hormigón. (No para el
hormigón armado sin evaluación del riesgo de
inducción a la corrosión)
Aplicación de mortero a mano
Relleno con hormigón
Proyección de hormigón o mortero
Reemplazo de elementos
Adición o reposición de las barras de acero
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Incremento o restauración
de la capacidad portante
de un elemento de la
estructura de hormigón.
5 [PR]
Resistencia al ataque físico
Incremento
de
la
resistencia al ataque físico
o mecánico.
Resistencia a los productos
químicos
Incremento
de
la
resistencia de la superficie
del hormigón al deterioro
por ataque químico.
6 [RC]
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estructural embebidas o exteriores
Instalación de barras de unión en agujeros
prefabricados u horadados en el hormigón
Adhesión de chapas
Adición de hormigón o mortero
Inyección de fisuras, huecos e intersticios
Relleno de fisuras, huecos e intersticios
Pretensado – (post-tensado)1)
Capas o revestimientos
Impregnación
Capas o revestimientos
Impregnación
1) Estos métodos pueden hacer uso de productos y sistemas no cubiertos por la serie de Normas EN
1504
2) La inclusión de los métodos en esta norma experimental no implica su aprobación
Tabla 3.3.4. Principios y Métodos relativos a la corrosión de la armadura
Principio nº
Principio y su definición
Algunos ejemplos de métodos basados
en el principio
7 [RP]
Conservación o restauración
del pasivado
Incremento del recubrimiento de la armadura con
mortero de cemento u hormigón adicional
Creación de las condiciones
químicas en las que la
superficie de la armadura se
mantenga o retorne a las
condiciones de pasivado
Reemplazo
carbonatado
del
Realcalinización
hormigón
contaminado
electroquímica
del
o
hormigón
carbonatado1)
Realcalinización
dfusión
del
hormigón
carbonatado
por
Extracción electroquímica de los iones cloruro1)
8 [IR]
Incremento de la resistividad
Incremento de la resistividad
eléctrica del hormigón.
9 [CC]
Control catódico
Creación de las condiciones
para
que
las
áreas
potencialmente catódicas de
la armadura hagan imposible
una reacción anódica.
Limitación del contenido
tratamientos
uperficiales,
potecciones
Limitación
cátodo)
del
de humedad por
revestimientos
o
contenido en oxígeno (en el
por saturación o revestimiento
superficial2)
10 [CP]
Protección catódica
Aplicación de un potencial eléctrico1)
11 [CA]
Control de las áreas anódicas
Pintado
que
Creación de condiciones para
que las áreas potencialmente
anódicas de la armadura
hagan imposible una reacción
de corrosión.
de
la armadura con revestimientos
contengan pigmentos activos
Pintado de la armadura con revestimientos barrera
Aplicación de inhibidores al hormigón1)2)
1) Estos métodos pueden hacer uso de productos y sistemas no cubiertos por la serie de Normas EN
1504
2) La inclusión de los métodos en esta norma experimental no implica su aprobación
Una vez definida la técnica de reparación empleada y cualquiera que sea esta, la
misma debe cumplir una serie de etapas similares a todas ellas. Así previamente a la
actuación propiamente dicha es necesario:
!
!
!
Identificar la zona dañada
Eliminar, si corresponde, dicha zona o parte de la misma
Preparar la superficie o zona para la actuación posterior
Ahora bien, estas actuaciones previas no son independientes de la técnica de
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reparación a emplear por lo que debe existir una buena conexión entre estas etapas.
En la actuación de reparación se debe ser estricto en el cumplimiento de las
prescripciones técnicas previamente definidas en el proyecto de reparación. Asimismo,
en esta etapa debe existir un sistema racional de búsqueda de la calidad requerida
mediante puntos de control específicos. Si en general el sector de la construcción es
un sector poco industrializado (e industrializable), cuando se trata de reparaciones, la
componente “artesanal” aumenta en cierta medida; por ejemplo, la inyección de
fisuras no es fácil independizarla de las personas que la realizan (aunque existen
algunos métodos) y en consecuencia adquiere gran importancia los conocimientos del
personal que realiza la operación. Esto es también usual en la técnica de proyección
cuando se realiza manualmente por un operario.
Una vez acabada la actuación se debe, en primer lugar, verificar el estado de la misma
tanto en lo que hace referencia a las certificaciones stablecidas en la relación
contractual entre propiedad y constructor como desde el punto de vista técnico,
establecer un punto origen base del mantenimiento posterior. Este punto que se puede
considerar como "punto o estado cero" se entiende como fundamental en el momento
de establecer responsabilidades sobre los comportamientos posteriores. En esta
verificación, sobre la misma estructura, pueden emplearse los mismos ensayos no
destructivos o semi-destructivos utilizados en el diagnóstico. En esta verificación no
sólo debe establecerse como realizarla sino también unas tolerancias en las medidas
realizadas huyendo de aquellos sistemas poco fiables que conducen a grandes
dispersiones.
Conviene, una vez acabada la actuación, hacer un levantamiento de la
misma. Definición del punto o estado cero
Por último, se estima necesario la existencia de un seguimiento de la reparación con la
realización de informes periódicos sobre el estado de la misma. Estos informes cuya
frecuencia se establecerá en cada caso, deben no sólo quedarse en el departamento
que los haya realizado sino también en el departamento de proyectos en el caso de
que sea diferente que aquel.
Para el mantenimiento, se requiere accesibilidad para la inspección, tanto externa
como interna a la estructura. Ello debería tenerse en cuenta desde proyecto o bien,
dotar de los medios para inspecciones
Criterios de selección
Los criterios de selección de la técnica de reparación pueden obedecer a distintos
factores, algunos de los cuales se reseñan a continuación:
!
!
!
!
!
!
Características del daño. Hace referencia a si el mismo tiene un carácter
lineal (fisuras), superficial (zonas tipo losa) o volumétrico (macizos).
Urgencia de la reparación. En el caso de necesidad urgente de reparación
debe primar la búsqueda de una respuesta rápida y satisfactoria al problema
planteado frente a soluciones óptimas técnicamente pero de realización más
lenta.
Accesibilidad a la zona a reparar. Ante un mismo tipo de daño, la
ubicación de la zona a reparar en la estructura (bajo agua, difícil acceso,
etc.) condiciona la técnica de reparación. Un ejemplo claro en este sentido es
la reparación de una fisura en condiciones accesibles o bajo el agua, como se
puede presentar en una presa que por razones diversas no puede bajarse la
cota de embalse.
Material empleado. En la reparación de un mismo problema pueden
emplearse distintos materiales que conllevan técnicas diferentes
(impregnación, imprimación, etc.).
Fiabilidad de la empresa que realiza la reparación. En la misma debe
evaluarse no sólo los equipos disponibles sino también la capacitación técnica
de las personas así como la metodología de trabajo de los integrantes del
equipo. La experiencia positiva de la empresa en trabajos similares
anteriores es un factor a tener en cuenta.
Aspectos económicos. En los mismos habría que considerar los costes
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totales, es decir añadir a los iniciales el factor tiempo (durabilidad), evaluando
asimismo los riesgos de un fracaso de la reparación y los costes imputables
al mismo (políticos, sociales, etc.).
A estos criterios habría que añadir otros factores que si bien no suelen ser
determinantes en la mayoría de los casos que aquí nos ocupan, no por ello deben ser
olvidados sistemáticamente. Entre este grupo podrían citarse: grado de contaminación
directa del entorno o del agua y aspectos estéticos en el acabado de la reparación.
A manera de resumen de lo expuesto se presenta la tabla 6 en la que se muestran
distintos materiales empleados en reparación asociados a la técnica empleada en la
misma. Esta tabla, complementada con las tablas anteriores, permite dar una visión
amplia de posibilidades en el campo de la reparación.
Tabla 3.3.5. Materiales de reparación asociados a la técnica empleada en la misma
Material - Tecnica
(1)
(2)
Hormigón normal
X
X
Hormigón con fibras acero
X
Hormigón proyectado
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
X
X
Hormigón alta resistencia
X
Armadura activa
X
Mortero/hormigón modif. polímero
X
Mortero resina epoxi/poliester
X
Anclaje
Resinas epoxi
X
Imprimación resina epoxi
X
SBR y copolímero caucho y materiales acrílicos
X
X
Espumas de poliuretano
Morteros arena-cemento
Sistemas poliméricos u otro tipo sellado superficies
X
X
X
X
Láminas plásticas
X
Láminas bitumi. in situ
X
X
X
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(1) Estándar
(3) Proyección
(2) Prepack
(4) Inyección
(5) Aportación Materiales
(6) Imprimación
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(7) Impregnación
(8) Otras
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Aguado, A., Agulló, L. y Fernández Cánovas, M. (1993). "Metodología en el diagnóstico de daños en
obras hidráulicas de hormigón y en las actuaciones derivadas". II Congreso Iberoamericano de
Patología de la Construcción y IV de Control de Calidad. Octubre 1993. Barquisímetro (Venezuela).
Aguado, A. y Salla, J.M. (1987). "Los hormigones con polímeros en la construcción". Propiedades y
aplicaciones". Informes de la Construcción, nº 389. 1987.
Aguado, A., Salla, J.M. y Martínez, A. (1985). "Utilización de los hormigones de polímeros en reparación
de estructuras". 1er Congreso de Patología en la Edificación. C.O.A.C. Marzo 1985. Barcelona.
Allen, R.T.L. and Edwards, S.C. (1987)."Repair of Concrete Structures". Ed. Blackie & Sons Limited
Glasgow.
Fernández Cánovas, M. (1981)."Las resinas epoxi en la construcción". 2ª Edición. Instituto Eduardo
Torroja. Madrid.
Sasse, H.R. and Fiebrich, M. (1983)."Bonding of polymer materials to concrete". Rev. Materiaux et
Constructions. No. 94. Vol. 16. Juillet-August.
Shaw, J.D.N. (1987)."Polymers for concrete repair". Chapter 4 in "Repair of Concrete Structures". Allen,
R.T.L. and Edward, S.C. Ed. Blackie & Sons Limited. Glasgow.
ANEJO 1 RELACIÓN DE NORMATIVAS EN 1504
EN 1504-1
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 1: Definiciones
EN 1504-2
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 2: Sistemas para la
protección superficial
EN 1504-3
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 3: Reparación
estructural y no estructural
EN 1504-4
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 4: Unión estructural
EN 1504-5
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 5: Inyección del
hormigón
EN 1504-6
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 6: Productos y sistemas
para anclaje y para relleno de huecos exteriores
EN 1504-7
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 7: Prevención de la
corrosión de las armaduras
EN 1504-8
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 8: Control de la calidad
y evaluación de la conformidad
EN 1504-9
Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 9: Principios generales
para el uso de productos y sistemas
EN 1504-10 Productos y sistemas para la protección y reparación de estructuras de hormigón.
Definiciones, requisitos, control de calidad y evaluación de la conformidad. Parte 10: Aplicación de los
productos y sistemas y control de calidad de los productos
ANEJO 2 PREPARACIÓN DE LA ZONA DE ACTUACIÓN
A2.1 Identificación de la zona de actuación
Antes de proceder a la preparación de la zona de actuación, es necesario conocer con
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precisión, el alcance de la misma, para lo que se requiere identificarla. La importancia
de este punto es grande tanto en los resultados de la actuación como en el coste
económico de la misma, Ello es consecuencia de que una mala identificación podría
conducir a aceptar como buenas zonas que no lo son, lo que repercutiría sobre el
resultado final, o bien actuar sobre zonas que siendo buenas, rechacemos, y
consecuentemente, actuemos sobre ellas, con el consiguiente incremento de coste.
Para la identificación nos podemos encontrar, tal como se muestra en la figura A2.1.1,
con dos situaciones con respecto a la zona de actuación:
!
Que esté previamente definida y descrita en el proyecto de reparación o
refuerzo, lo que conllevaría, simplemente a replantear dicha zona en la propia
estructura
! Que no esté definida, lo que conllevaría a realizar un estudio de campo para
determinar el alcance de la zona, tanto, en extensión, como, en profundidad (en
relación a los espesores)
Figura A2.1.1. Diagrama de flujo para la identificación de la zona de actuación
Para definir el alcance de la zona de actuación se pueden emplear diversas técnica
tanto no destructivas como destructivas y siempre, evidentemente, la inspección
visual. Una descripción de cada una de las técnicas más usuales de ambos grupos
puede verse en capítulos anteriores de este documento.
A2.2 Preparación de la zona de actuación
Tanto los materiales como las técnicas de reparación, en general, también son
factibles de emplear en obras de nueva construcción, aunque existe una diferencia
significativa entre ambas situaciones. Esta diferencia radica en el material soporte
sobre el que se aplicará el nuevo material, que en la reparación será el hormigón de la
obra primitiva, mientras que en el caso de obra nueva será el material constituyente
del encofrado. Este hecho resalta la importancia que adquiere el soporte tanto en la
caracterización de las propiedades del material de reparación como en la técnica
empleada en la actuación. Así pues, la preparación de la zona de actuación requiere la
identificación previa de la misma y una actuación sobre el soporte.
La preparación del soporte (especialmente, en daños en superficies y fisuras) tiene
unas etapas metodológicas comunes prácticamente para todos los casos. Estas etapas
son:
!
!
!
Replanteo de la zona de actuación
Saneamiento de la zona de actuación
Limpieza del soporte
Con el replanteo de la zona de actuación se quiere acotar la zona en superficie
(independientemente de la inclinación de la misma) sobre la que actuaremos. La zona
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a reparar no coincide estrictamente con la zona dañada (siendo superior a esta, en el
caso de daños en superficie). La diferencia radica, por una lado, en la necesidad de
buscar un substrato del hormigón que sea compatible, mecánicamente, con las
características del nuevo material de reparación y, por otro lado, por la compatibilidad
de las características del material con la geometría de la zona a reparar. En el caso de
no disponer medios precisos de diagnóstico, se puede acotar esta zona a partir de una
inspección visual que delimite la zona peor y dar un margen de seguridad a criterio del
técnico responsable de la actuación.
Para ilustrar esta idea y, a manera de ejemplo, en la figura A2.1.2 se muestra una
losa de hormigón en la que tras los estudios oportunos se ha determinado la zona
dañada (parte izquierda de la figura A2.2.1). La zona que se prepara para reparar,
lógicamente debe incluir como mínimo toda la parte dañada, si bien, en general será
de mayor extensión que ésta, para evitar (o reducir) problemas de carácter técnico,
por ejemplo, fisuración por retracción, se deben evitar los ángulos agudos, tal como se
muestra en la parte derecha de la figura A2.2.1.
La delimitación de la zona sobre la que actuar se suele hacer
sea para marcar el perímetro (ver figura A2.2.1) o bien para
fisura (función tipo de material a inyectar). En el caso de no
utilizar otros sistemas menos precisos, especialmente en el
martillo neumático.
con sierra de disco, ya
marcar los labios de la
tener sierra se pueden
caso de superficies, el
La profundidad de este corte debe estar de acuerdo con el tipo de reparación a realizar
y las características de los materiales empleados en la misma. Así, si la reparación se
realiza con un mortero o microhormigón de cemento portland, la profundidad mínima
estará en 25 a 30 mm, mientras que si se emplean morteros de resinas sintéticas, la
profundidad será de unos 15 mm y, menor en el caso de utilizar sólo resinas. En el
caso de obras de hormigón armado, el tratamiento se suele profundizar hasta un plano
posterior al plano de armaduras, con objeto de dejar estas en condiciones de ser
tratadas.
Con el saneamiento de la zona de actuación se pretende llegar a alcanzar un
substrato del hormigón de buenas prestaciones mecánicas, en aras a conseguir una
unión satisfactoria entre el hormigón antiguo y el material utilizado en la reparación.
En la ejecución se pueden emplear diversas técnica, tales como: cepillado manual y
mecánico, chorro de arena, aire o agua a presión, repicado mecánico manual (cincel) o
con martillo neumático, escarificado, ataque por ácido (poco frecuente),etc,. Una
descripción de cada una de las técnicas más usuales puede verse en el capítulo V.
En la etapa de saneamiento interesa dejar la superficie del hormigón sin áridos no bien
adheridos y, asimismo, que tenga cierta rugosidad en aras a favorecer los mecanismos
de adherencia (mayor superficie de contacto) y el fenómeno del engranamiento que
colabora en resistir las tensiones tangenciales que puedan aparecer en la superficie de
contacto.
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Figura A2.2.1. Soluciones de zonas a reparar asociadas a las características materiales.
Cuando se trata de descarnar grietas o juntas, los cortes deben realizarse de forma
que la roza sea rectangular o en forma de cola de milano. Para ello es recomendable
utilizar la cortadora de disco (radial), tal como se ha comentado con anterioridad.
A la limpieza del soporte se procede una vez finalizada la etapa anterior. El objetivo
de la misma es eliminar los elementos extraños adheridos (por ejemplo, barro de
pisadas), detritus y polvo formado en la etapa anterior. Esta etapa es totalmente
necesaria, ya que incide de forma muy significativa sobre la adherencia y,
consecuentemente, sobre el resultado final.
Para la selección de los medios a emplear en esta etapa hay que tener presente las
características de los materiales a utilizar en la reparación, ya que sino se pueden
producir fracasos, por ejemplo, sí se emplean ciertas resinas no compatibles con el
agua y se deja la superficie de contacto húmeda. Entre los medios más usualmente
empleados se encuentran: aire a presión, agua a presión seguida, en algunos casos de
un secado con aire comprimido seco o con llama; asimismo, se puede proceder a un
barrido y posterior aspiración.
El alcance de la limpieza del soporte también llega a las armaduras en el caso de ser
un elemento de hormigón armado y cuando que se sitúen en la zona a reparar. La
primera limpieza es la eliminación de los restos de elementos adheridos en la
armadura o sí ésta, está oxidada, la limpieza de la capa de óxido. Para ello se suele
emplear las mismas técnicas que se han señalado con anterioridad.
Ahora bien este nivel de actuación puede ser insuficiente para las condiciones de
adherencia requeridas posteriormente. Sí se precisa una mayor profundización, esto
es una limpieza a fondo, pueden utilizarse disolventes fácilmente evaporables tales
como: tricloroetileno, tetracloruro de carbono, xilol, otros; seguido de un tratamiento
abrasivo (cepillado, chorreado).
Aunque la adherencia entre hormigón y acero es buena, en actuaciones de reparación,
tanto por razones mecánicas como de tranquilidad al usuario en relación a la
durabilidad, se suelen utilizar tratamientos que mejoran esa adherencia. Así es
frecuente utilizar un adhesivo sintético compatible con el acero, el hormigón y el
material utilizado en la actuación. En estos casos es necesario conocer las
características del producto adhesivo a utilizar, ya que pueden perder sus
características con el tiempo, la radiación solar, etc. Por todo ello es frecuente que la
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limpieza, aplicación del adhesivo y aportación del material de reparación, sean etapas
que se realizan seguidas en un período corto de tiempo, lo que requiere una buena
planificación de estas actividades.
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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CAPÍTULO 04
Materiales y Sistemas de
Rehabilitación
Autores
Oladis Trocónis de Rincón
Paulo Helene
Andreina Vargas
Angel Espinoza
Daniel Contreras
Daniel Prado
Isabel Hernández
José Bravo
Miguel Sánchez
Rafael Fernández
Rafael Urdaneta
Sebastián Delgado
INTRODUCCIÓN
E
ste capítulo tiene como objetivo dar una visión de la gama de materiales y
sistemas que pueden ser usados para las reparaciones, refuerzo y protección de
estructuras de hormigón. Dentro de este grupo, algunos han sido concebidos
para el uso conjugado con otros, formando un sistema de reparo o protección,
como por ejemplo ciertos primer que actúan como puente de adherencia o protección de
armaduras y algunos morteros para juntas.
La cantidad de materiales desarrollados es muy grande y constantemente aparecen
nuevos productos, en un mercado francamente en expansión, que según MAILVAGANAM
(1991), en los últimos 20 años creció en los Estados Unidos a una tasa de 30 a 50 %
mayor que el crecimiento de las nuevas construcciones en ese mismo período.
En la primera parte de este capítulo se presenta una propuesta de clasificación y
organización de los materiales destinados a la protección, reparación y refuerzo de las
estructuras de hormigón. No es la intención relacionar los innumerables materiales
existentes en el mercado. Vale destacar que no existe aún una terminología normalizada,
o adoptada por el sector, de tal modo que permita la identificación inmediata de la
naturaleza y las características principales de un producto a partir de su nombre
comercial.
Por otra parte la segunda parte de este capítulo se ha diseñado como una guía útil con
una serie de tablas que ayudará al especialista a efectuar la mejor decisión posible en la
selección de un material/sistema adecuado a cada situación en particular. La guía técnica
del ICRI 037333 “Guide for Selecting and Specifying Materiales for Repair of Concrete
Surfaces” le permitirá profundizar aún más en el tema específico de selección de
materiales.
4.1
HORMIGÓN
El hormigón de cemento Portland es el material tradicionalmente usado en reparaciones y
refuerzos. En la gran mayoría de los casos, requiere una dosificación que mejore algunas
de sus características naturales. Puede que sea necesario obtener altas resistencias
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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iniciales, eliminar la retracción de secado, lograr ligeras y controladas expansiones,
elevada adherencia al sustrato, baja permeabilidad y otras propiedades, normalmente
obtenidas a costa del empleo de aditivos y adiciones tales como plastificantes, reductores
de agua, impermeabilizantes, escoria de alto horno, cenizas volantes, microsílica y, la
clásica reducción de la relación agua/cemento.
Esas exigencias para la obtención de elevadas prestaciones reducen en la práctica la
viabilidad del empleo directo del hormigón elaborado en la obra para uso en reparos y
refuerzos, salvo en lugares donde se necesiten grandes volúmenes y exista asistencia
técnica y orientación permanente del personal especializado en tecnología del hormigón.
Existen en el mercado microhormigones y morteros industrializados ya adecuadamente
dosificados para uso en reparos y refuerzos según el tipo de problema patológico que se
presente, según las características de la zona a ser reparada, por ejemplo, vertical u
horizontal, y resistentes a la agresividad del medio ambiente. Están incluidos en este
grupo los hormigones proyectados, tanto vía seca como vía húmeda. Normalmente usan
áridos gruesos de tamaño máximo característico igual a 9 mm, lo que en realidad los
clasificaría como microhormigones o morteros proyectados.
Los materiales avanzados, formulados a base de resinas y combinaciones de resinas con
otros materiales - fibras, filler, etc. - se establecieron como respuesta científico-técnica
moderna a las exigencias de desempeño y durabilidad en continua evolución en todo el
mundo, especialmente en las situaciones en que el hormigón necesita ser modificado o
donde su uso es inadecuado.
4.2
ADITIVOS
Son productos especialmente formulados para mejorar algunas propiedades de los
hormigones y morteros, tanto en el estado fresco como endurecido. Se considera como
aditivo todo producto adicionado hasta un máximo de 5 % en relación a la masa de
cemento. Por encima de ese porciento debe ser considerado como adición y tener
tratamiento distinto.
Los aditivos normalmente son clasificados según su acción principal sobre los hormigones
y morteros, siendo de mayor interés para las reparaciones, refuerzos y protección, los
aceleradores de fraguado y endurecimiento, los retardadores, los reductores de agua o
plastificantes y los expansores.
Los aditivos impermeabilizantes también pueden ser usados, sin embargo, en general
reducen mucho la resistencia mecánica de los hormigones, siendo más recomendados
para morteros de protección sin función estructural.
4.3
MORTEROS POLIMÉRICOS
Son morteros a base de cemento Portland modificados con polímeros, que usan áridos
con granulometría adecuada - generalmente continua atendiendo a las curvas de
Bolomey; o discontinua, en el caso de alta resistencia a la abrasión - formulados
especialmente con aditivos y adiciones que les confieren propiedades especiales. Son
también llamados de morteros de base mineral y el proceso de endurecimiento está
basado en la reacción de los granos de cemento con el agua de amasado.
En general tienen retracción compensada y son tixotrópicos, permitiendo su uso en
superficies verticales e inclinadas.
Pueden ser formulados con resinas acrílicas del tipo metilmetacrilato o estirenobutadieno, o con resinas a base de PVA. En este último caso tienen aplicaciones limitadas,
debido a la baja resistencia ante la humedad y la acción agresiva del ambiente. Algunas
veces estos morteros poliméricos de base cemento también son llamados de morteros
con látex, debido a la similaridad de algunas propiedades de esas resinas con las
propiedades del material natural látex, utilizado para la fabricación de gomas.
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
4.4
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GRAUTING DE BASE CEMENTO
El grauting es un material fluido y auto-adensable en estado recién mezclado, destinado a
rellenar cavidades y consecuentemente tornarse adherente, resistente y sin retracción en
el estado endurecido.
Un grauting de base cemento está constituido por cemento Portland común u ordinario,
cemento compuesto (con adiciones) o cemento de alta resistencia inicial, áridos de
granulometría adecuada, aditivos expansores y aditivos superplastificantes.
Por sus características de alta fluidez, buena adherencia, baja retracción y alta
impermeabilidad, este tipo de grauting es conveniente para reparaciones en locales de
acceso difícil o en secciones densamente armadas.
4.5
MORTEROS Y GRAUTING ORGÁNICOS
Son morteros y grautings formulados con resinas orgánicas donde la unión y la resistencia
del conjunto es dada por las reacciones de polimerización y endurecimiento de los
componentes de las resinas, en ausencia de agua. El cemento Portland puede entrar en la
composición del producto como un árido fino también llamado de filler, completando la
distribución granulométrica y rellenando los vacíos de la arena, actuando como inerte.
Normalmente resultan morteros y grautings con elevada resistencia mecánica y química,
apropiadas para ambientes altamente agresivos o en aquellos lugares donde son exigidas
altas prestaciones de los reparos, refuerzos y protecciones. En general están formulados
para uso en pequeños volúmenes y espesores, pues tienen elevada adherencia al sustrato
y bajo módulo de deformación longitudinal, así como deformación lenta superior a la de
los hormigones y morteros de cemento Portland. Son también llamados de morteros o
revestimientos anticorrosivos.
Los grauting de base orgánica pueden ser formulados con resina prácticamente pura,
cuando se destinan a rellenar fisuras, siendo conocidos también como grauting para
inyección de fisuras, teniendo baja viscosidad.
La resistencia química de estos productos puede ser evaluada a través del método
adoptado por la “American Society for Testing Materials - ASTM C 267 Standard Test
Method for Chemical Resistance of Mortars, Grouts, and Monolithic Surfacings”.
4.5.1 Morteros de base epoxi
Los tipos más comunes de morteros y grauting para esa finalidad son los de base
epoxi, generalmente ofertados en dos o tres componentes; la resina (epoxi), e
endurecedor (amina y/o poliamidas) y áridos seleccionados.
Se recomienda que atiendan las siguientes normas americanas “ASTM C395. Standard
Specification for Chemical-Resistant Resin Mortars”, ASTM C 399. Standard Practice for
Use of Chemical-Resistant Resin Mortars” y “ASTM C 658. Standard Specification for
Resin Chemical-Resistant Grouts”, y la norma británica: “BSI CP 3003: Part 5. Epoxide
resins”.
Estos morteros poseen excelente resistencia a ácidos no oxidantes y álcalis, así como
buena resistencia a algunos solventes orgánicos. Son atacados por ácidos oxidantes,
blanqueadores y ambientes muy alcalinos. La resistencia térmica no supera los 70 °C.
Toleran pH en el intervalo de 2,0 a 10,0. Los epoxídicos presentan óptimas
propiedades físicas y mecánicas, además de adherencia muy buena a varios tipos de
superficies.
4.5.2 Morteros de base fenólica
Los morteros de base fenólica están constituidos de aglomerantes de resina de
fenolformaldeído con filler (sílica, carbono, coque pulverizado o barita) conteniendo un
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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catalizador ácido.
Tienen buena resistencia a la mayoría de los ácidos minerales y soluciones de sales
inorgánicas y a soluciones levemente oxidantes, pero son rápidamente atacados por
agentes oxidantes fuertes como los ácidos: nítrico, crómico y sulfúrico concentrado
Presentan comportamiento satisfactorios en soluciones levemente alcalina y en muchos
solventes, sin embargo tienen poca resistencia a álcalis fuertes.
La resistencia térmica va hasta 175 °C y toleran pH de 0,7 a 9,0. El tiempo de uso (pot
life) de este tipo de morteros es corto y necesitan estar refrigerados hasta el momento
de ser usados.
4.5.3 Morteros de base poliéster y de base estervinílica
Los morteros de base poliéster y base estervinílicas son productos tricomponentes
constituidos por resina en solución, catalizador y fillers inertes con modificadores de
formulación.
Este tipo de morteros tienen excelente resistencia química y mecánica y tienen óptima
resistencia a la mayoría de los ácidos. No resisten los productos cáusticos ni los
blanqueantes, toleran pH en el intervalo de 0,9 a 13,0. Los morteros de base
estervinílicas tienen mayor resistencia química y térmica (hasta 115 °C) que los de
base epoxi.
4.5.4 Morteros de base furánica
Los morteros de base furánicas son constituidos por resina líquida, catalizador y filler
(sílica, carbono, barita o coque pulverizado).
Estos morteros son resistentes a ácidos no oxidantes, a álcalis, a productos muy
solventes, a sales, gases, aceites, grasas y detergentes. Pueden ser usados en
temperaturas de hasta 200 °C y en un intervalo de pH de 1,0 a 13,0. El calor acelera e
curado del endurecedor y el frío lo retarda. Para el análisis y especificación de las
propiedades de los morteros de base orgánica en general, pueden ser utilizadas las
mismas normas ASTM y BSI ya citadas para los epoxis: ASTM C 267, ASTM C 395,
ASTM C 399, ASTM C 658 y BSI CP 3005: Part 5.
4.6
REVESTIMIENTOS MONOLÍTICOS Y FRP
Los revestimientos monolíticos, también llamados de laminados, son constituidos de un
refuerzo en forma de manta, tejido o fibras, generalmente de vidrio, poliéster o nylon,
dispuesto en una o más camadas, embebidas por resinas de base estervinílica, epoxi,
poliéster, furánica o fenólica.
Las resinas representan la barrera química del revestimiento. Los refuerzos por quedar
impregnados con la resina, auxilian la formación de una barrera química más rica y
posibilitan la aplicación de camadas más espesas de revestimiento. Además, los refuerzos
auxilian en la reducción de la retracción durante el curado, sin embargo, reducen la
flexibilidad del sistema. Las cargas minerales poseen un papel importante en la reducción
del coeficiente de dilatación térmica, en la reducción de la retracción durante el curado, en
la adecuación de la consistencia, además de posibilitar el aumento y el control del espesor
del laminado, reduciendo su costo final.
Se trata de un material de grandes potencialidades de uso, por ejemplo en el sector de las
industrias de papel y celulosa, donde su empleo viene aumentando y diversificándose a
medida que se amplían los conocimientos, la experiencia y la gama de productos ofrecidos
en el mercado. Tienen también la ventaja de su fácil mantenimiento así como de la fáci
identificación y localización de eventuales problemas patológicos.
Como especificación principal se recomienda consultar la norma “ASTM C 722. Standard
Specification for Chemical-Resistant Resin Monolithic Surfancings”, tipo A y tipo B. Para su
correcto empleo usar la “ASTM C 811. Standard Practice for Surfancing Preparation of
Concrete for Application of Chemical-Resistant Resin Monolithic Surfancings”. También es
recomendada la consulta de las normas británicas, “BSI 3534. Epoxide resin systems for
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glass fibre reinforced plastics. Part 1: Wet lay-up systems, Part 2: Pre-impregnating
systems” y la “BSI 4045. Epoxide resin pre-impregnated glass fibre fabrics”.
Los sistemas denominados de FRP (fiber reinforced polymers) en el caso de sistemas de
rehabilitación de estructuras de hormigón suelen ser de materiales compuestos de fibras
inorgánicas embebidas en resinas orgánicas. Las fibras de mayor aplicación hoy día son de
carbono pero las hay de aramida, vidrio, poliéster y acero. Las resinas mas utilizadas son
de base epoxi, endurecido a frío o a caliente y los sistemas pueden ser tipo barras
prefabricadas similares a chapas metálicas o sistemas de mantas flexibles que permiten
aplicación de varias camadas, ganando en capacidad portante. Siempre que las fibras
están dispuestas en una dirección única el sistema suele ser llamado de laminados
Cuando la dirección de las fibras es ortogonal (bidirecional) suele ser llamado de tejido o
tela. Tratase de un campo de la ingeniería de rehabilitación que esta muy desarrollado a
pesar de ser bastante reciente. Sobre sistemas específicos de aplicación en estructuras de
concreto recomendase para profundizar en aspectos técnicos y prácticos la consulta al site
www.frp.at y www.mbt.com, sistemas mbrace.
4.7
SILICATACIÓN
Por silicatación de la superficie del hormigón se entiende, una serie de procedimientos
similares, que tienen por objetivo tapar los poros superficiales y endurecer las superficies
del hormigón o mortero de piso y contrapiso, impermeabilizándolos. Pueden también ser
aplicados en superficie verticales, impermeabilizándolas y protegiéndolas. Los siguientes
productos pueden ser usados para la silicatación del hormigón:
4.7.1 Metasilicato de sodio o potasio
Es un tratamiento que consiste en esparcir una solución de metasilicato de sódio y
potasio diluidos, sobre la superficie del hormigón. Estos reaccionan con la cal,
formando un gel de ácido silícico que contiene gran cantidad de agua. Este ácido
obstruye los poros y, después de seco, forma una capa “esmaltada” de 1 a 2 mm de
espesor. Generalmente se encuentra en la concentración comercial de 40 % y debe ser
diluido en la relación de 1 parte de silicato en 4 partes de agua. Se emplea de dos a
cuatro manos, siempre esperando un secado ligero de la mano anterior. E
esparcimiento generalmente se hace con escobas, rodillos y/o cepillos. Las primeras
manos pueden ser más diluidas.
4.7.2 Tetrafluoreto de silicio
Es un tratamiento donde la superficie del hormigón es sometida a la acción de
tetrafluoreto de silicio que, en reacción con los silicatos y aluminatos hidratados, da
origen al fluoreto de calcio y a los hidratos de silicio y alúmina. Los hidratos obstruyen
los poros, mientras el fluoreto de calcio, además de colaborar en esa obstrucción,
posee buena resistencia química, formando una camada superficial impermeable y
protectora.
4.7.3 Fluor silicato de magnesio o de zinc
Conocidos como endurecedores superficiales de piso.
Son recomendables tres manos. La primera a base de 1 kg de cristales de fluorsilicato
en 8 litros de agua. La segunda y la tercera manos deben tener una dosificación de 1
kg de cristales de fluorsilicato en 4 litros de agua potable. Las manos deben ser
aplicadas con el auxilio de pinceles y brochas en superficies verticales y rodillos y
escobas en las horizontales. Se recomienda esperar cerca de tres horas o más entre
las manos para asegurar que haya adecuada absorción, reacción y secado de la mano
anterior.
Estos tratamientos deben ser usados con cautela porque pueden reducir o impedir la
adherencia de pinturas y revestimientos posteriores, así como no protegen la
estructura contra ataques químicos intensos.
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4.8
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ACEITES
Aceite de soya, aceite de linaza y ciertos ácidos como el linóico y el oleico, que tienen
consistencia aceitosa, pueden ser usados para la impermeabilización y protección de
superficies de hormigón. En general oscurecen la superficie del hormigón. En el momento
de la aplicación, el hormigón debe tener más de 14 días de fabricación y se recomienda
neutralizar previamente la superficie antes de la aplicación, usando una solución
compuesta de 2,4 kg de cloruro de zinc con 3,8 kg de ácido fosfórico en 100 litros de
agua potable. Esperar el secado por 48 horas, antes de la aplicación de los aceites. Los
aceites pueden ser diluidos en kerosén, recomendándose por lo menos dos manos
espaciadas más de 24 horas.
Como esta solución de neutralización es ácida, no es recomendable en estructuras de
hormigón pretensado ni en casos de poco recubrimiento de la armadura. Así como la
silicalización, los aceites deben ser usados con cautela, porque impiden la adherencia de
nuevos revestimientos y no protegen la estructura contra ataques químicos intensos.
4.9
BARNICES Y HIDROFUGANTES DE SUPERFICIE
Se denominan barnices e hidrofugantes, las pinturas aplicadas a las superficies de
estructuras de hormigón, destinadas a protegerlas e impermeabilizarlas, sin que sea
alterado sustancialmente su aspecto.
Normalmente tienen mayor aplicación en las estructuras y albañilerías arquitectónicas (a
vista), sin revestimiento, y localizadas en superficies verticales y horizontales internas,
tales como techos y coberturas. No son recomendables para locales con solicitaciones
mecánicas y/o físicas fuertes, ni para locales sometidos a la presión de agua, tales como
reservatorios, canaletas y recipientes de contención.
Tienen excelente aplicación en fachadas, estructuras externas o internas en edificios
comerciales, oficinas, naves y depósitos.
Pueden formar una película superficial continua, tal como los barnices poliuretánicos
alifáticos y los barnices epoxis, ambos bicomponentes, y los barnices de base acrílica
(metilmetacrilato o estireno-butadieno), monocomponentes. No deben ser utilizados
barnices tipo látex PVA base agua, pues tienen bajísima durabilidad, reducida adherencia
y se degradan rápidamente, amarilleando y desprendiéndose, cuando se encuentran en
presencia de agentes atmosféricos agresivos (industriales).
En ciertas condiciones puede ser más conveniente utilizar hidrofugantes de superficie que
son capaces de penetrar algunos milímetros en el hormigón y por mecanismo de
repelencia electrostática (son productos hidrófobos) impiden la penetración de las
moléculas de agua y de las sustancia agresivas que eventualmente estén disueltas en esa
agua, como por ejemplo el agua de lluvia en atmósferas industriales.
Los hidrofugantes son todos de base silicona, silanos o siloxanos oligoméricos. Todos son
monocomponentes dispersos en solvente. No se recomienda el uso de siliconatos en base
agua pues tienen bajísima durabilidad y confieren poca o ninguna protección a las
armaduras de las estructuras sometidas a ambientes agresivos.
Estos productos tienen la ventaja, sobre los productos formadores de película, de permitir
la libre circulación del vapor de agua y con eso reducir, en la mayoría de los casos, los
riesgos de condensación y formación de bolas y moho en la superficie o el interior del
elemento estructural, bajo la película de barniz. Evidentemente tienen la desventaja de
no ser tan eficaces como barrera continua a los agentes agresivos, cuando son
comparados con los barnices formadores de película. Existen en el mercado sistemas de
protección que combinan los dos productos; base silano/siloxano como primer y
metilmetacrilato como barniz de terminación y protección, conciliando las ventajas de
ambos.
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4.10 PINTURAS ORGÁNICAS
Las pinturas son dispersiones de pigmentos en aglutinantes, que cuando aplicadas en
capas finas sobre una superficie, sufren un proceso de secado o curado y endurecimiento,
formando una película sólida, adherente al sustrato e impermeable. El proceso de
aplicación es llamado “pintar” una superficie.
Son constituidas básicamente de resina, solvente, pigmento y aditivo. La resina es el
componente más importante de la pintura, pues es la que confiere las propiedades de
resistencia, adherencia, flexibilidad, impermeabilidad y brillo al sistema.
Los pigmentos pasan a tener papel importante en las pinturas o imprimaciones, cuando
se desea una protección anticorrosiva, ya sea por barrera, por inhibición química o por
protección catódica.
Las tintas orgánicas son también llamadas de revestimientos anticorrosivos o pinturas de
protección de superficie, debido a la elevada protección química que confieren a la
estructura. Las pinturas pueden ser de diferente naturaleza:
4.10.1
Goma clorada
Generalmente debe constituir una camada espesa de protección para ser efectiva. En
la película seca se debe tener un espesor superior a 0,25 mm, algunas veces hasta 3
mm. Normalmente debe ser aplicada sobre superficie de hormigón seca y con edad
superior a los 2 meses. Es muy sensible a la acción del solvente y se debe tener un
desfasaje de por lo menos 24 horas entre una y otra mano. Por lo menos dos manos
son necesarias. Grasa y aceites de origen animal, y solventes pueden destruir la
protección de este revestimiento, debiéndose evitar su empleo siempre que este
riesgo esté presente.
4.10.2
Vinílicos
Los cloruros de polivinila, el acetato cloruro de polivinila y los cloruros de
poliviniladeno, son utilizados en el combate a la corrosión de las estructuras metálicas.
Debido a la elevada viscosidad de esas resinas, solamente son encontradas soluciones
con baja concentración de sólidos y pigmentos. Se recomienda un mínimo de tres
manos, espaciadas, por lo menos, 3 horas una de la otra. No tiene buena adherencia
al hormigón. Las pinturas base agua tipo látex, como el acetato de polivinila-PVA, son
usadas únicamente para fines decorativos. No sirven para protección de estructuras en
ambientes agresivos.
4.10.3
Uretanas
Existen diferentes pinturas de base uretana. Las monocomponentes que endurecen
por secado u oxidación no son recomendables para uso en superficies de hormigón,
como revestimientos protectores. Las más adecuadas para hormigón son los sistemas
bicomponentes de poliuretano alifático cuyo catalizador es el Poliol. Son también las
de mayor resistencia química, sin embargo, exigen conocimientos y competencia en la
aplicación porque son muy sensibles al mal preparo y la deficiente limpieza del
sustrato. Tienen el inconveniente de no tapar poros de diámetro superior a 1 mm, lo
que obliga a un pre-estucado de la superficie, en la mayoría de los casos.
4.10.4
Epoxis
Son siempre bicomponentes. Las más adecuadas al hormigón en ambientes agresivos
húmedos son los sistemas que usan poliamidas como catalizadores de la reacción de
polimerización. No son recomendables para servicios inmersos ya que se pueden
desprender del sustrato. También no deben estar sujetas a la acción de la atmósfera
pues se degradan bajo la acción del ozono y de los rayos ultravioleta. Son las que
presentan mejor adherencia al hormigón. Tienen el inconveniente de no tapar poros
de diámetros mayores de 1mm, lo que obliga a un preestucado de la superficie en la
mayoría de los casos.
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4.10.5
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Acrílicas
Pueden ser mono o bicomponentes, base agua o base solventes.
Presentan resistencia a la fotodegradación y retienen el brillo. Generalmente, las
pinturas dispersas en solvente exhiben mejor desempeño que las dispersas en agua.
Pinturas acrílicas son usadas tanto en la pintura de interiores como de exteriores. El
metilmetacrilato es el producto de mayor resistencia contra la degradación por
radiación solar. Al contrario el estireno-butadieno, también de la familia de los
acrílicos, amarillece y pierde brillo rápidamente.
4.11 PINTURAS BITUMINOSAS Y DE ALQUITRÁN DE HULLA BASE EPOXI
Las pinturas bituminosas de alquitrán de hulla base epoxi (coal-tar epoxy), normalmente
son aplicadas en dos o más manos. La primera, más diluida, debe actuar como primer
asegurando la buena adherencia al sustrato. Las demás deben ser siempre aplicadas en
dirección ortogonal a la anterior y solamente cuando esta haya secado.
Emulsiones no deben ser usadas, pues son permeables y poco protectoras.
Las pinturas con alquitrán de hulla base epoxi son clasificadas en tres tipos según el
contenido epoxídico: contenidos elevados para obtener espesor de película seca ≤ 0,38
mm, contenidos medios para obtener espesor de película seca entre 0,40 mm y menos de
1mm, y de bajos contenidos de resina para espesor de película seca, iguales o superiores
a 1 mm.
4.12 SELLANTES
Son materiales usados en las juntas de dilatación de las estructuras de hormigón, con el
objetivo de impedir el paso de líquidos, gases, vapor o partículas sólidas para el interior
de la estructura.
En el momento en que son solicitados y se deforman deben poseer características
elásticas y de recuperación compatibles con los esfuerzos y deformaciones sufridas.
Pueden ser formulados a partir de las mismas resinas básicas usadas en pinturas;
acrílicas, poliuretanas, epoxis, bituminosas, etc.
La naturaleza química de los sellantes, proveniente de la resina básica de formación, es
responsable por la resistencia al intemperismo y a los agentes agresivos, adherencia al
sustrato, deformabilidad y recuperación elástica.
Problemas frecuentes son observados con el uso de estos materiales debido al no
seguimiento del diseño y la no observación de algunos cuidados básico, tales como:
preparación y refuerzo de la superficie lateral de la junta, aplicación de primer,
generalmente de base epoxi, en esa superficie del hormigón y colocación de un agente
que impida la adherencia del sellante al fondo de la junta.
4.13 ADHESIVOS Y PRIMER
Son materiales usados como puente de adherencia entre otros dos, siendo en general uno
de ellos sobre la superficie del hormigón viejo, también llamado de sustrato. Ofrecen una
mejoría sustancial de la adherencia entre diversos materiales, tales como: hormigón
viejo/hormigón nuevo, acero/hormigón nuevo, hormigón viejo/mortero base poliéster,
etc. Los primer, además de actuar como puente de adherencia, pueden actuar como
protectores del sustrato, o sea, como parte de un sistema de protección de armaduras
contra la corrosión, por ejemplo.
Los adhesivos y primers más empleados son de base epoxi y los llamados látex, o sea,
base acrílica o base acetato de polivinila o base estireno-butadieno. Los de base polivinila
(PVA) en general son re-emulsionables lo que los torna no aconsejables para uso en
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locales húmedos o reparaciones y refuerzos de importancia. Los de base epoxi tienen un
comportamiento estructural superior a los demás, sin embargo, tienen el inconveniente
de requerir el sustrato seco, lo que no siempre es viable en obra.
4.14 PRODUCTOS PARA ANCLAJE Y ENMIENDAS DE BARRAS DE ACERO
Son productos para anclaje, en general de base polimérica, predominantemente poliéster
bicomponente, o de base cemento, ambos de pega rápida y ligeramente expansivos.
Están disponibles para mezclar “in situ”, en la obra, o en forma de cartuchos con el
material ya dosificado.
Para enmendar barras de acero lo más común es usar un conector mecánico de presión
(manguito), que no es otra cosa que una sección de un tubo de acero en el cual son
introducidas - posicionadas tope a tope - las dos barras a enmendar. Cuando este
conjunto es sometido a presión la conexión se deforma contra las barras anclándose en
las corrugas. Este proceso permite enmendar barras tipo CA-50 corrugadas, con bitolas
de 12,5 hasta 40 mm, y utilizar la capacidad total de resistencia mecánica de las barras
enmendadas.
Existen otros tipos especiales de enmienda mecánica, como por ejemplo, la que se forma
cuando dos conectores mecánicos de presión, unidos cada uno a una barra de acero, se
unen a través de un tornillo, para formar una única barra.
Las enmiendas mecánicas tipo CCL, efectuadas por proceso de prensado, satisfacen lo
que disponen las normas de estructuras de hormigón.
4.15 HORMIGONES Y MORTEROS DE FRAGUADO/ENDURECIMIENTO
RÁPIDO
En innumerables ocasiones es preciso realizar reparos rápidos que permitan por ejemplo
la continuidad de la producción en industrias o la liberación del tránsito. Los productos
pueden ser morteros elaborados con cemento aluminosos, que presentan fraguado rápido
y alta resistencia en las primeras edades. Los cuales tienen el inconveniente que con el
tiempo pierden parte de la resistencia alcanzada inicialmente, debido a la transformación
morfológica que sufren los cristales de aluminato.
Estos productos pueden ser también formulados con base en la reacción del magnesio
con fosfato, que así como el anterior, desarrollan rápidas resistencias iniciales. Materiales
de base sulfato de calcio son también empleados para esta finalidad.
4.16 LADRILLOS ANTICORROSIVOS
Revestimientos de ladrillos anticorrosivos dan protección óptima contra distintos ataques
químicos severos y son por lo tanto indicados para el uso en industrias farmacéuticas,
petroquímicas y de papel y celulosa, entre otras. Este tipo de revestimientos no forman,
sin embargo, una barrera estanca por si sola contra la penetración de líquidos, para lo
que es necesario una membrana impermeable (camada aislante o protectora) entre el
revestimiento y el sustrato.
Ejemplos de membranas (READ Jr. et allii, 1989):
!
!
!
!
!
!
!
!
!
goma, elastómeros sintéticos y otros de misma naturaleza;
PVC;
plomo;
formulaciones de resinas sintéticas con refuerzo de fibra de vidrio;
chapas plásticas rígidas o semirígidas;
revestimientos quemados en hornos, incluso resinas y vidrio;
uretanas u otros elastómeros aplicados por pulverización;
asfaltos o mastiques bituminosos;
amianto no impregnado o fieltro de fibra cerámica aplicado con una solución de
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silicato.
Un ladrillo anticorrosivo se distingue de un ladrillo común básicamente porque el
anticorrosivo es fabricado a partir de materias primas con concentración de fundentes
especialmente bajas y, dado su proceso de fabricación, presenta baja porosidad y
ausencia de absorción. Los dos tipos pueden ser hechos a partir de suelos arcillosos o
arcilla refractaria.
En presencia de ácido fluorídrico, floruros ácidos y soluciones cáusticas fuertes y en
condiciones de gradiente térmico pronunciado, son adecuados los ladrillos a base de
carbono. Tales ladrillos presentan mayor absorción que los ladrillos obtenidos de suelos
arcillosos o arcilla refractaria, pero son más resistentes al choque térmico y tienen mayor
conductividad térmica.
4.17 MORTEROS DE AZUFRE
Disponibles en forma de polvo, granulados o lingotes. Son compuestos fundidos en
caliente a una temperatura de 120 °C y derramados aún calientes, en las juntas entre los
ladrillos anticorrosivos.
Los morteros a base de azufre están compuestos de azufre, sílica inerte, filler de carbono
y plastificantes. Los plastificantes reducen la fragilidad, mejoran las propiedades
mecánicas e impiden la conversión del azufre a una forma cristalina inapropiada.
Estos morteros son particularmente útiles para la protección contra ácidos oxidantes.
Cuando contienen carbono, son adecuados para la protección contra combinaciones de
ácidos oxidantes y ácidos fluorhídricos. La resistencia térmica de los morteros de azufre
es relativamente baja y su peso por lo tanto limitado a las instalaciones con temperatura
de trabajo por debajo de 88 °C. Es baja su resistencia química frente a soluciones
alcalinas fuertes y ciertos tipos de solventes orgánicos. Se recomienda su uso para pH
entre 1,0 y 14,0. El tiempo de uso (pot life) es muy variable.
4.18 GUÍA PARA LA SELECCIÓN Y ESPECIFICACIÓN DE
MATERIALES /SISTEMAS DESTINADOS A LA REHABILITACIÓN DE
LAS ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN
Los Materiales/Sistemas para la reparación/rehabilitación/control de corrosión en
estructuras de concreto armado pueden ser formulados para proveer una amplia variedad
de propiedades. Debido a que las propiedades afectan el comportamiento de la
reparación/rehabilitación/control, el escoger el material/sistema correcto requiere de un
cuidadoso estudio.
Antes de seleccionar un material/sistema, el especificador (especialista) necesitará
realizar un análisis adecuado para la reparación y definir la estrategia de la reparación
conforme Figura 4.18.1 y Figura 4.18.2 respectivamente.
Analizando la Reparación
Antes de que el proceso de selección del material/sistema pueda comenzar, el
especificador necesita determinar los Objetivos de Proyecto e identificar las etapas de
análisis de la reparación definidas a seguir:
a) Requerimiento del Propietario
La visión para que las necesidades del proyecto sean entendidas. Vida esperada en
servicio, apariencia, necesidad en el uso de la estructura durante la reparación y el
presupuesto son cosas que deben ser tomados en cuenta.
b) Condiciones de Servicio
Todos los componentes que envuelven a la estructura, tales como condiciones
ambientales, contaminantes químicos y las cargas a las cuales se verá sometida,
necesitan identificarse adecuadamente para definir las propiedades físico-químicas y
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mecánicas del material/sistema a escoger.
PROCESO de SELECCIÓN de MATERIALES/SISTEMAS
Condiciones
de Servicio
Requerimientos
del propietario
Determinar los
Objetivos de
Proyecto
Causas del
deterioro
Condiciones
de Aplicación
Determinar las Propiedades que se
necesitan para alcanzar los Objetivos
de Proyecto
A
Figura 4.18.1. Análisis de la Rehabilitación, principales etapas
c) Condiciones de Aplicación
Condiciones ambientales esperadas, acceso, tiempo de ejecución del proyecto y las
condiciones de operación pueden afectar críticamente la selección del material. Debe
hacerse una lista de verificación, lo cual ayudará a asegurar que todos los aspectos
que deben ser considerados sean incluidos en la evaluación
d) Propiedades del material
Los materiales/sistemas para reparación/rehabilitación/control de corrosión no serán
especificados hasta que las propiedades que mejor satisfagan los objetivos del
proyecto sean identificadas y colocadas en orden de prioridad. A veces se optimiza una
propiedad a expensas de otra. Por ejemplo, un incremento en el contenido de cemento
para obtener alta resistencia a la compresión con alta durabilidad, usualmente va
acompañada por un incremento en las grietas por retracción, lo cual debe manejarse
muy cuidadosamente ya que de ésto dependerá la durabilidad de la reparación.
Entendiendo la respuesta del material/sistema a cada componente, de las condiciones
de servicio esperadas, ayudará al especialista a establecer las propiedades del
material específico que se requiere para producir una reparación duradera.
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PROCESO de SELECCIÓN de MATERIALES/SISTEMAS
A
Identifique los materiales y sistemas
que producirán las propiedades
Seleccione los materiales/sistemas que
provean un balance óptimo del
comportamiento, riesgos y costos
Selección del Material/Sistema, de
acuerdo a los daños
Figura 4.18.2. Estrategia de Reparación, principales etapas del proceso de
selección de materiales/sistemas de reparación.
Seleccionando los materiales/sistemas de reparación
Muchos proyectos de reparación tendrán condiciones únicas y requerimientos
especiales que deben ser cuidadosamente examinados antes de que el criterio final de
selección del material/sistema pueda ser determinado. La Figura 4.18.2 reúne las
principales etapas del proceso de selección de materiales/sistemas de rehabilitación de
estructuras de hormigón.
Una vez que se hayan establecido los criterios, para una reparación compatible con el
elemento a reparar, se pueden, entonces, identificar los materiales/sistemas con las
propiedades necesarias que respondan a estos criterios.
Una variedad de materiales/sistemas para reparación/rehabilitación/control de
corrosión se han formulado para proveer un amplio rango de propiedades. Ahora bien,
debido a que estas propiedades afectarán el comportamiento de la reparación, el
seleccionar un material correcto para una aplicación específica requiere de un estudio
cuidadoso.
En la Tablas 4.18.1 a 4.18.11 se presentan las principales propiedades y
características que ayudan en la selección de los materiales/sistemas de rehabilitación
y refuerzo,
En la Tablas 4.18.12 a 4.18.18 se presentan las principales propiedades y
características que ayudan en la selección de los materiales/sistemas de rehabilitación
por técnicas electroquímicas,
En la Tabla 4.18.19 se presentan las principales propiedades que ayudan en la
selección de los materiales usados como inhibidores del mecanismo de corrosión;
Finalmente, las Tablas 4.18.20 a 4.18.22 presentan las principales propiedades y
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características que ayudan en la selección de los materiales/sistemas de protección y
revestimiento.
Tabla 4.18.1. Materiales y sistemas de reparación
Material
Componente
Ligante
ortero de Cemento
Portland
Cemento
Portland
oncreto de Cemento
Portland
Cemento
Portland
oncreto de Cemento
tland modificado com
microsílica
Cemento
Portland
Requerimientos de Aplicación
Aditivos típicos
en la mezcla (1)
Redutores de
água
Inclusores de
aire
Redutores de
água
Inclusores de
aire
Humo de sílice
RAAR (2)
Inclusores de
aire
Limitaciones
de espesor
0.5 – 2.0 in
13 - 50 mm
Temp. de
Instalación
Curado
40 – 90 0F
5 – 32 0C
Húmedo
7 días
>1.75 in
> 44 mm
40 – 90 0F
5 – 32 0C
Húmedo
7 días
>1.25 in
> 30 mm
40 – 90 0F
5 – 32 0C
Húmedo
7 días
(1) Ejemplo de algunos aditivos. (2) Reductores de alto rango (High range water reducer/HRWR)
Tabla 4.18.2. Materiales y sistemas de reparación
Propiedades de los Materiales
Material
Mortero
Cemento
Portland
Mortero
Cemento
Portland
Mortero
Cemento
Portland
Retrac.
p/secado
Coef. Exp
Térmica
Moderado
Similar
Resistencia Compresión
1h
24h
3d
28d
Módulo
elast.
(psi o
MPa)
0
650/5
2500 /20
5000/35
3,4 6
(psi o MPa)
substrato
Bajo
Similar
2,3
0
650/5
2500 /20
5000/35
Similar
0
3000/25
4000 /30
7500/55
Resist.
congelamiento
Calidad
concreto
Exotermi
90
Bueno
Mod.
Mod.
90
Bueno
N/A
Bajo
60
Bueno
Bueno
Bajo
4
3,8 6
substrato
Bajo
Perm.
(% de
concreto
2,6 4
4,0 6
substrato
2,8 4
Tabla 4.18.3. Materiales y sistemas de reparación
Material
Componente
Ligante
Requerimientos de Aplicación
Aditivos típicos
en la mezcla
(1)
Concreto com
agreg. Pré-colado
“Prepalced
aggregate”
Cemento
Portland
Concreto de
cemento de
fosfato de
magnesio
Cemento de
fosfato de
magnesio
----
Concreto de
metacrilato de
metilo (MMA)
Resina
acrílica
----
Puzolanos,
licuado o fluido
Limitaciones de
espesor
>3.0 in
Temp. de
Instalación
Mojado
40 – 90 0F
> 76 mm
>0.50 in
> 19 mm
0.25 - 0.5 in
6 - 13 mm
Curado
7 días
0
5 – 32 C
Aireado
0 – 100 0F
-18 – 40 0C
Aireado
20 – 120 0F
-6 – 50 0C
(1) Ejemplo de algunos aditivos.
Tabla 4.18.4. Materiales y sistemas de reparación
Propiedades de los Materiales
Retrac.
p/secado
agreg.
1) “
Muy bajo
Coef. Exp
Resistencia Compresión
Térmica
Similar
substrato
(psi o MPa)
1h
24h
0
5600/44
3d
2500/15
28d
4500/35
Módulo
elast.
(psi o
MPa)
Perm.
3,8 6
100
2,6
(% de
concreto
Resist.
congelamiento
Calidad
concreto
Exotermia
Bueno
N/A
Bajo
4
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
Bajo
de
mag.
Similar
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2000/14
6400/44
7000/50
8400/60
0
3000/25
4000 /30
7500/55
substrato
moderado
metilo
4,7 6
90
Bueno
Bajo
Alto
10
Exel.
Exel.
alto
2,2 4
1.5-5 x
concreto
2,0 6
1,4 4
(1) ACI 34R-23 (2) El vapor es altamente flamable, de fuerte olor – puede causar problemas en lugares poco
ventilados o confinados.
Tabla 4.18.5. Materiales y sistemas de reparación
Material
Componente
Ligante
Requerimientos de Aplicación
Aditivos típicos en la
mezcla (1)
Concreto de
Cemento Portland
modificado com
polímeros
Cemento Portland
Mortero de Cemento
Portland modificado
com polímeros
Cemento Portland
Mortero epoxi
Resina epoxi
Látex polimérico
Limitaciones de
espesor
Temp. de
Instalación
>1.25 in
Mojado
45 – 95 0F
> 30 mm
2 días
0
7 – 35 C
Relleno antiescurrimiento Látex
polimérico/ polvo
0.25-2.0 in
Arena
0.13 - 0.38 in
Húmedo
45 – 95 0F
6 – 50 mm
3 días
7 – 35 0C
Aireado
50 – 90 0F
4 - 12 mm
Curado
10 – 32 0C
(1)Ejemplo de algunos aditivos.
Tabla 4.18.6. Materiales y sistemas de reparación
Propiedades de los Materiales
al
Retrac.
p/secado
bajo
de
Coef.
Exp
Térmica
Similar
Resistencia Compresión
(psi o MPa)
1h
24h
3d
28d
0
2000/15
4000/30
4500
/35
substrato
Módulo
elast.
(psi o
MPa)
2,5 6
1,7
Perm.
% de
concreto
Resist.
congelamiento
Calidad
concreto
Exotermia
50
Exel.
N/A
Bajo
50
Exel.
Bajo a Exel.
Mod.
10
Exel.
Mod.
Alto
4
m
moderado
e
Similar
0
1500 /10
3000/25
substrato
8400
/60
2,5 6
1,7 4
m
poxi
Bajo
1.5-5 x
concreto
0
9000/70
1100/80
7500
/55
1,6 6
1,1 4
(1) ACI 503.4
Tabla 4.18.7. Materiales y sistemas de reparación
Material
Componente
Ligante
“Shotcrete”
Proyectado
Cemento
Portland
Aditivos típicos en
la mezcla (1)
Humo de Sílice
Puzolanas
Redutores de
Água
Látex
Acelerador Fibra
de polipropileno
Fibra metálica
Requerimientos de Aplicación
Limitaciones
de espesor
>5.0 in
> 13 mm
Temp. de
Instalación
40 – 90 0F
5 – 32 0C
Curado
Húmedo
7 días
(1)Ejemplo de algunos aditivos
Tabla 4.18.8. Materiales y sistemas de reparación
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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Propiedades de los Materiales
Material
Shotcrete
Retrac.
p/secado
Moderado
Coef.
Exp
Térmica
Similar
Resistencia Compresión
(psi o MPa)
1h
24h
3d
28d
0
800 /5
3500 /25
5000/35
substrato
Módulo
elast.
(psi o
MPa)
Perm.
% de
concreto
60
3,8 6
Resist.
congelamiento
Calidad
concreto
Exotermia
Bueno
N/A
Bajo
2,6 4
Tabla 4.18.9. Clasificación de grietas y Fisuras en función del ancho
Clasificación de grietas/fisuras en función del ancho
Clase
Ancho mínimo
Ancho máximo
(mm)
(mm)
Tipo
Grado
≤ 0,178
I, IV
1
0,559
I, IV
A
B
0,179
C
0,560
D
> 5,08
Resina epoxi
5,080
1
I, IV
(1)
1 y/o 2
I, IV
(1)
1y/o 2
Se indica para estas grietas el uso de una resina grado 1
que debido a la profundidad de la misma sea prudente el
poca profundidad y la inyección de un grado u otro a
profundidad del perfilado, la reparación puede hacerse
rellenado. Todo esto de acuerdo al criterio de un experto.
y/o 2 dado que es posible
perfilado en cara libre con
menor profundidad. En la
con la resina grado 2 o
Tabla 4.18.10. Materiales y sistemas de reparación
Propiedades de los materiales - resinas epoxis para inyección (1)
Materiales
TIPO I(2)
TIPO IV(3)
Viscosidad
(grado1/grado2) (cP)
Modulo de elasticidad en
compresión (psi/MPa)
Resitencia a la tracción
(psi/MPa)
≤2000/2000-10.000
150.000/1034
5000/34,5
≤2000/2000-10.000
200.000/1379
7000/48,3
(1) Las resinas epoxis para inyección son clasificadas normalmente (ASTM C-881)
(2) Tipo I: Aplicaciones donde no se transmiten cargas a través de la grieta.
(3) Tipo IV: Aplicaciones donde se transmiten cargas a través de la grieta
Tabla 4.18.11. Materiales y sistemas de reparación
Material
Características Principales
Aplicación
Limitaciones
Otros
Uretano
Mono o bicomponente (algunas
veces se suministra con
catalizador)
Excelente
adhesión y
flexibilidad
Alta
resistencia a la tensión Baja
viscosidad
Aplicación manual y/o
mecanica.
Inyección simples
o múltiples.
Sella
grietas finas
Sensible a la humedad y a la
alta temperatura.
Polisulfuros
Sistemas de dos componentes de
polímero- polisulfuros.
Sella juntas de toda clase
sujetas a expansión y contracción
extrema
Se puede aplicar en juntas
verticales y horizontales.
Resiste a temperaturas
extremas, sales, ácidos, álcalis y
a impactos fuertes, Presenta
excelente adhesión a las
paredes de las mismas.
No debe aplicarse sobre
superficies
húmedas.
En
contacto directo con
materiales bituminosos se
puede presentar un curado
insuficiente
El material form
sello sólido de c
cuya consistenc
dureza final es
según requerim
específicos de l
Materiales
asfálticos
Son revestimientos que pueden
aplicarse diluidos o en forma de
alta viscosidad con rellenos
inertes que lo hacen
tixotrópico.
También son
colocados con calor sin solvente
Se aplican en pisos, techos,
fundaciones y paredes donde se
requieren como barrera contra
el agua.
Mezclado con
algunos químicos mejoran su
resistencia a gases industriales
Son degradados fácilmente
por la acción de la luz solar
Considerados de riesgos para
la salud. Altamente sensible a
compuestos hidrocarbonados.
En comparación
otros revestimi
son de bajo cos
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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condensados y ataque de la luz
solar.
Productos previamente
dosificados
Excelente
penetración Retracción
compensada Alta resistencia
mecánica De excelente a buena:
carga dinámica, resistencia a
fluencia, a alta temperatura y a la
compresión
“Grouts”
eriales
Ánodo
Tipo de
Ánodo
ales
se a
n
Recub.
en base
solvente o
agua
Polímeros y
resinas
conductoras
o
ido con
a de
s
cos
)
Malla
expandida
de MMO
Alambres,
barras,
cintas y
flejes
Para reparaciones rápidas.
Anclaje de equipos con vibración
Espesores de grieta entre
12.7 mm y 50.8 mm.
Sensible a la humedad.
Puede ser dañino para la
salud.
Fraguado rápido.
Tabla 4.18.12. Materiales y sistemas de reparación por protección catódica
Tiempo de
Rendimiento
Costo
Ánodo
Comentarios
vida estimada
densidad de
estimado
primario
según diseño
del sistema
(años)
Alambre de
Pt/Ti
Alambre de
Pt/Ni
Fibra de
carbón
flexible.
Alambre de
Pt/Ti
Alambre de
Pt/Ni
Fajas de
MMO/Ti
Varillas de
MMO/Ti
Fajas de
Mmo/Ni
10
10 - 15
+ 25
+ 25
corriente del
ánodo
(µ
µA/m.sq)
10-20
5-10
15 -60
10 - 20
Posibles mecanism
de fallas
instalación
(£/m.sq)
1996
50-60
40-50
60 - 90
50 - 80
Útil para la mayoría de las
Oxidación,
desprendim
por clorinación, ampollam
estructuras
de
concreto
por incompat. con elaca
armado. No para superficies
agrietamiento, contacto c
sometidas al desgaste. Bueno
anodo prim., aumento d
para
paredes,
áreas
resistencia
electrica
resguardadas de elementos
circuito, falla de adher
estructurales y grandes áreas.
afloramiento del
recu
No es bueno para áreas a la
través del acabado,
intemperie.
Buena
calidad
estética.
circuito a alambres o b
expuestas.
Requiere de ánodos primarios a
un máximo de 2 m de
espaciamiento.
Muy usado para carpetas de
Oxidación,
desprendimient
por clorinación , problemas d
rodamiento
con
poca
contacto
con
el
ánod
armadura.
primario,
secado
movimiento termal.
Útil para cualquier estructura
concreto
armado.
Puede
proveer grandes salidas de
corriente.
Muy
flexible.
Requiere de ánodos primarios y
muchas conexiones. Requiere
cubierta. Agrega peso a la
estructura.
Útil
para
carpetas
de
rodamiento, áreas pequeñas y
para
suplementar
el
rendimiento en los bordes
cuando se emplea junto con
mallas.
Desprend. de la cub
problemas con la con
positiva
del
rectific
ataque ácido, daño mec
en servicio
Desprendimiento
de
cubierta, problemas con
conexión
positiva
d
rectificador, daño mecánico e
servicio.
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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Tabla 4.18.13. Materiales y sistemas de reparación por protección catódica
Tipo de Ánodo
galvánico
ermorociado
s de Zn integradas
o de una chaqueta
ermorrociado
do agentes
actantes
Características
Comentario
Baja capacidad de protección con el
tiempo. En aplicaciones típicas, se instala
el sistema sin reparación del concreto y la
conexión al acero se hace colocando
directamente el Zn con el acero de
refuerzo expuesto. El uso mas común
incluye estructuras donde el deterioro se
encuentra sobre el nivel del agua, y
estructuras donde las áreas aisladas
requieren de protección.
No es recomendado para áreas que se
humedezcan debido a que el Zn se
consume rápidamente.
La malla es pre-instalada dentro de una
chaqueta de fibra de vidrio y se conecta
directamente el ánodo al acero de
refuerzo. Una vez instalado no requiere de
mantenimiento
Económicamente rentable cuando
área a proteger es pequeña.
Los humectantes (LiBr, LiNO3, KC2H3O2)
Aunque mejoran la efectividad del
ánodo, es necesario la humectación
periódica.
ayudan a que el ánodo funcione mas
eficientemente, extendiendo su vida en
servicio.
el
s perforadas de Zn
neles de madera o
co a compresión
Baja capacidad de protección con el
tiempo. En aplicaciones típicas, se instala
el sistema sin restauración del concreto y
la conexión al acero se hace colocando
directamente el Zn con el acero de
refuerzo expuesto. El uso mas común
incluye estructuras donde el deterioro esta
sobre el nivel del agua, y estructuras
donde las áreas aisladas requieren de
protección
No
es
recomendado
para
áreas
húmedas debido a que el Zn se
consume rápidamente
drogel
El sistema consiste en un lamina delgada
(10 mils) de Zn unida a un hidrogel
iónicamente conductor que además es
adhesivo. Esto se aplica directamente
sobre la superficie del concreto armado
La presencia del hidrogel conductor
facilita
la
activación
del
ánodo
permitiéndole protección a mas largo
plazo
iones Al-Zn-In
ebidas en mortero
Permiten una protección efectiva de la
armadura a largo plazo. La colocación del
mortero evita que el ánodo se pasive
Aun se encuentran bajo estudio
iones Al – Zn por
orociado
Aun cuando han mostrado efectividad, el
ánodo puede pasivarse sino se cubre
Aun se encuentran bajo estudio
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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Tabla 4.18.14. Materiales y sistemas de reparación por protección catódica
Materiales
de Ánodo
Metales y
aleaciones
metálicas
Tipo de
Ánodo
Metalizado
con Zn
Ánodo
primario
Alambre
Pt/Ti
Tiempo de
vida estimada
según diseño
del sistema
(años)
de 10 - 15
Alambre
Pt/Ni
de
Láminas
latón
de
Rendimiento
densidad de
corriente del
ánodo
(µ
µA/m.sq)
Comentarios
Costo
estimado
instalación
(£/m.sq)
1996
Posib
mecanis
falla
5 - 10
50-60
Útil en muchas áreas donde
la cubiertas conductoras
son efectivas. Requiere de
ánodos primarios pero con
grandes
espaciamientos.
En
condiciones
muy
húmedas, el ánodo de Zn
puede proveer protección
sacrificial al acero.
Oxidación, ve
desgaste
no
problemas de
el
ánodo
Aspectos de s
tener
una
metálica sobre
se
forman
superficie
de
debido al me
que aumenta
del circuito
Láminas de
acero
inóxidable.
Titanio
platinizado
Ánodos
discretos en
pastas
de
grafito
N/A*
+ 20
< 10
40-50
Útil para áreas pequeñas o
para protección adicional
en áreas de alta densidad
de acero. Usado para
acero
profundo
en
estructura, no satisfactorio
para grandes placas y
paredes.
Si existe cort
acero puede
pasta de grafit
Varilla para
inmersión
en agua
N/A*
10 - 20
< 5 A/ánodo
150 c/u
Útil
para
proveer
de
protección
catódica
a
estructuras sumergidas en
agua de mar o agua subterranea salina.
Velocidad de
uniformes y p
convención elé
mecánico
Barras
relleno
N/A*
10 -15
2-5A/ánodo
150 c/u
Util
como
lechos
ánodos
para
fundaciones
de
estructuras.
de
las
las
Velocidad de
uniforme y p
convención elé
Comentarios
Posibl
en
*No aplicable
Tabla 4.18.15. Materiales y sistemas de reparación por protección catódica
Materiales
de Ánodo
Morteros
conductores
Cerámica
conductora y
fibra de vidrio
Tipo de
Ánodo
Ánodo
primario
Tiempo de
vida
estimada
según diseño
del sistema
(años)
Mortero
aplicado por
proyección
rellenos con
carbón
y
revestido
con metale
Alambre
Pt/Ti
de +25
Superficie
discreta
montada en
baldosas
N/A*
Barra
de
cerámica
discreta
Alambre de
Pt/Ti
Rendimiento
densidad de
corriente del
ánodo
(µ
µA/m.sq)
Costo estimado
instalación
(£/m.sq) 1996
20-50
50-60
Podrían ser muy útiles
para
estructuras
medianamente
reforzadas.
Morteros
aplicados a 4 – 8 mm
de espesor .Puede tener
acabado
decorativo.
Retienen la apariencia
cementosa
de
la
estructura.
Problem
el ánod
a
concreto
partícula
mezclad
aplicació
ácido e
mecánic
eléctrica
increme
10
<5mA/ánodo
40
Puede
no
tener
cualidades
estéticas
satisfactoria
o
ser
particularmente
útil
para grandes áreas.
Daño á
interfas
conexió
Puede s
de
rendimi
resisten
+25
<8mA/ánodo
60
Útil
para usar para
pequeñas áreas o para
protección
adicional
áreas
de
grandes
densidades de acero.
Útil para acero profundo
en la estructura, no son
satisfactorios
para
Product
bloquea
menos
sistema
Alambre de
Pt/Ni
Cinta
MO/Ti
de
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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placas y paredes planas
ni
para
áreas
congestionadas
con
acero.
Materiales
de Ánodo
Aleaciones en
base a hierro
Tabla 4.18.16. Materiales y sistemas de reparación por protección catódica
Tipo de
Ánodo
Tiempo de
Rendimiento
Costo estimado
Ánodo
primario
vida
densidad de
instalación
estimada
corriente del
(£/m.sq) 1996
según diseño
ánodo
del sistema
(µ
µA/m.sq)
(años)
Ánodos de
N/A*
10-15
2-5 A/ánodo
150 c/u
hierro de
alto silicio
(FeSiCr).
Ánodos de
magnetita
Alambre de
polímero
conductor
Alambre y
cubierta
N/A*
5-10
< 10
50
Mallas de TI
Mallas de Tii
en
chaquetas
conductoras
N/A
10 - 15
5 - 15
40 - 60
Comentarios
Posible
Utilizados como lecho
de ánodos para
estructuras enterradas.
Utilizado
de conc
reforzad
satisfact
condicio
agua en
Agrega
estructu
Utilizado para áreas
planas de concreto
poco reforzado. No es
satisfactorio para
condiciones donde haya
agua en movimiento.
Agrega peso a la
estructura.
Velocida
uniform
mecánic
conduct
en acele
corrosió
cobre. O
clorinac
recubrim
Oxidació
despren
Es un ánodo
preinstaladao en un
panel de soporte de
poliéster reforzado con
fibra y colocado entre
gomas conductoras
Tabla 4.18.17. Materiales y sistemas de reparación por extracción electroquímica
Materiales
Ánodo
Electrólito
Características
Malla de acero
Corroerán activamente durante el proceso requiriendo reemplazos,
normalmente luego de cuatro semanas de tratamiento. No se recomienda
para la cara superior de superficies horizontales, porque los productos de
corrosión migran por gravedad dentro del concreto, bloqueando poros e
impidiendo que el proceso se facilite.
Malla de MMO/Ti
Es la mejor alternativa, por ser un material inerte y puede ser reutilizado
pero resulta costoso
Agua potable
Más eficiente, dado que los iones extraños que compiten como
transportadores de corriente se mantienen a un mínimo nivel. Sin embargo
se produce evolución de gas cloro lo cual puede generar un problema de
seguridad en lugares cerrados.
Soluciones
alcalinas de
hidróxido de calcio
saturado
Problemas donde el concreto posea agregados susceptibles a álcalis
Soluciones
alcalinas de
compuestos de litio
Solución para resolver el problema indicado.
Tabla 4.18.18. Materiales y sistemas de reparación por realcalinización electroquímica
Materiales
Ánodo*
Características
Malla de acero
Son más económicas, se podrían utilizar hasta mallas de gallinero. Debido a su
corrosión manchan al concreto por lo que debe limpiarse al finalizar el trabajo
Malla
MMO/Ti
de
Material inerte, elude problemas de manchas en el concreto pero son mas
costosos. Pueden ser usadas varias veces, dependiendo del tiempo de
tratamiento. Predominantemente utilizada con sistemas de encofrado estanco
por su facilidad en el manejo
Fibra
de
Fácil de aplicar por rociado del concreto
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
Electrolito
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celulosa
impregnad en
carbonato de
sodio 1M
Fieltro
impregnado
con carbonato
de sodio 1M
Aplicable solo para superficies horizontales.
Encofrado
estanco
con
solución
de
carbonato de
sodio 1M
Podría ser dificultoso colocar el encofrado estanco, dependiendo de la
geometría del elemento involucrado
*En teoría pudiese utilizarse cualquier material anódico ya que la aplicación es temporal
Tabla 4.18.19. Principales características para la selección de inhibidores
Inhibidor
Características principales
-
Nitritos (NO2 )
Fosfato de
monofluoruro sódico
(MFP/Na2PO3F)
Comentarios
Son inhibidores anódicos oxidantes. Actúan como
pasivadores debido a sus propiedades oxidantes
estabilizando la película pasiva. El efecto de los nitritos
esta relacionado con la capacidad de oxidar los iones
ferrosos a férricos. Son muy efectivos. La relación
nitrito/cloruro debe ser >1 para que sea efectivo.
Concentraciones de nitritos menores a las requeridas,
pueden causar el riesgo de un incremento de la
velocidad de corrosión. En caso de inmersión lixivian a
través del concreto
Comúnmente
empleado es
No puede ser usado mezclado con el concreto fresco ,
debido a que existe reacción química con el concreto
por lo que debe utilizarse para impregnar concreto
endurecido.
Presenta
problemas
para
penetrar
efectivamente. Las reducciones de velocidades de
corrosión no son significantes.
El principal problema al utilizar
MFP como un liquido aplicado
a
la
superficie
es
su
penetracion a nivel de la
armadura ya que debe hacerlo
para garantizar proteccion.
el
el
mas
nitrito de
calcio [Ca(NO2)2]. Para que
tenga larga durabilidad debe
utilizarse en concretos de
buena calidad (a/c = 0,4).
Regulaciones
ambientales
pueden evitar su uso.
Debe utilizarse una relación de concentración
MFP/cloruros critica >1 para la proteccion de la
armadura.
Alcanolaminas y
aminas
Oxido de Cinc (ZnO)
Emulsiones de
aceite/agua
Sus sales con acidos organicos e inorganicos han sido
patentados para diferentes aplicaciones. Influyen en la
disminución de la penetración de los iones cloruros y a
la formación de una película protectora. Se usa
mezclado con el concreto. Tambien se han utilizado
como inhibidores migratorios o sea aplicados a
concreto endurecido
La resistencia a la compresión
y el tiempo de fraguado puede
alterarse hasta un 20%.
Precipita tanto en áreas anódicas como en las
catódicas y en el seno del concreto lo cual disminuye la
porosidad del mismo. Retardador del fraguado. Mejor
inhibición a largo plazo. Mejor efectividad que el nitrito
de calcio
Aun
se
evaluación.
La fase aceitosa esta conformada por un ester de un
ácido graso insaturado de un ácido carboxílico alifático
con un mono, di o tri alcohol y la fase agua esta
compuesta por un ácido graso saturado, un compuesto
anfóterico un glicol y un jabón. La mezcla se le agrega
al concreto fresco luego de colocarlo
Forma barrera física contra la
acción de agentes agresivos
como el cloruro
Su
efectividad
como
inhibidores migratorios esta
cuestionada
encuentra
en
Mezclado en concentraciones
iguales a las del nitrito, se han
logrado mejores resultados.
Las Tablas 4.18.18 a 4.18.20 presentan las principales propiedades y características que
ayudan en la selección de los materiales/sistemas de protección/revestimientoTabla 4.18.20. Clasificación de los Materiales y sistemas de protección/revestimiento según su uso
Tipo de
protección /revestimiento
Impermeabilizante
Características principales
Previene la entrada y salida de agua del concreto. Pueden ser decorativos y/o
protectores. Pueden ser hechos de materiales epoxis, uretanos, acrílicos y
cubierta cementosa modificadas con polímeros. La impermeabilidad previene la
fluorescencia. Estos sistemas pueden ser diseñados para presión hidrostática
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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positiva o negativa. Generalmente son películas gruesas de asfalto, epoxi o
brea uretanica. Pueden ser rociadas en la superficie del concreto o aplicada
como láminas. Los revestimientos aislantes usados sellan la porosidad del
concreto y previenen la absorción de agua
Recubrimientos resistentes
a la humedad ambiental
Generalmente son películas delgadas de emulsiones asfálticas, alquitrán de
hulla o selladores penetrantes. Normalmente no son efectivos contra presiones
hidrostáticas. Algunas veces se usan en conjunto con recubrimientos
decorativos o protectores. Un uso común de éstos es en proteger al concreto
contra el daño por congelamiento-descongelamiento. Dentro de esta
clasificación se incluyen los compuestos hidrófugos (repelen el agua pero
permiten que el concreto respire).
Decoración
Cambio de apariencia de la estructura del concreto o características estéticas.
Usados para obtener color o textura especifica o aumentar la resistencia del
color y limpieza
Protección
Usualmente son instalados sobre el concreto para aislar su superficie del
ambiente por dos razones:
Proteger al concreto de la exposición a ciertos químicos. Proteger de ciertos
químicos como los ácidos, álcalis y sulfuros. Usualmente previenen la
penetración de soluciones salinas y otros químicos corrosivos en el concreto, los
cuales causan corrosión del acero de refuerzo que resulta en una expansión del
concreto.
Proteger un producto de la contaminación por contacto directo con el concreto.
También pueden ser usados para sellar totalmente los poros del concreto en
tanques para que el producto contenido , tales como alimento, agua
potable,etc,no sea contaminado.
Tabla 4.18.21. Materiales y sistemas de protección/revestimiento
Material
Características
principales
Ventajas
Desventajas
Caucho clorado
Usado
como
revestimiento
decorativo y protector. El tipo de
resina determina las propiedades
específicas del
revestimiento. El
curado también influye en las
propiedades químicas y físicas
La principal desventaja es su
poca resistencia a la luz ultra
violeta (U.V.), en relación a la
retención del color (tazándose).
Exhiben poca resistencia a la
luz ultra violeta (U.V.). Sensible
a la acción del solvente,
debiendo aplicar la 2da mano
luego de 24 h. No resiste grasa
y aceite de origen animal.
Problemas de contaminación.
Vinil
Usualmente son utilizados como
selladores y revestimiento colorantes
Son muy usados en un amplio rango
de aplicaciones desde revestimiento
interior de tanques hasta pisos
Generalmente los epoxis tienen
mejor
adhesión,
menor
encogimiento de curado y
sensibilidad a la humedad que
otras resinas termoestables.
Proveen al concreto de una
superficie fuerte y no porosa
para la unión química de
subsecuentes revestimientos.
Algunas veces son resistentes
a los ácidos. Proveen de una
buena resistencia al agua
Trabajan bien como materiales
aislantes y resistentes a al
humedad. Ofrecen un color
resistente y durable. Flexibles,
elásticos y resistentes a ácidos
y álcalis.
Poliéster y ester
vinílicos
Los acrílicos de baja viscosidades,
con poca o sin agregados de relleno,
pueden ser usados como penetrantes
primarios sobre la superficie del
concreto. Algunas veces son usados
con
rellenos
pesados
como
revestimientos
de
pisos.
Normalmente
son
usados
en
concreto como la resina ligante para
sistemas reforzado con láminas de
fibra de
vidrio. El grado de
resistencia al medio ambiente varía
con la formulación específica.
Usado
como
revestimiento
decorativo y protector. El tipo de
resina determina las propiedades
específicas del
revestimiento. El
curado también influye en las
propiedades químicas y físicas.
Pueden ser formulados con
excelente resistencia a la luz
U.V así como de moderada a
buena
resistencia
química
Proveen una buena resistencia
al agua.
Problemas de contaminación
por evaporación de solvente
Pueden ser difíciles de aplicar
directamente a la superficie del
concreto debido a que pueden
reaccionar con la humedad que
esta en el concreto y causa
poca
adhesión
o
desprendimiento.
adhesión, menor encogimiento
de curado y sensibilidad a la
humedad que otras resinas
termoestables.
Proveen
al
concreto de una superficie
fuerte y no porosa para la
unión química de subsecuentes
revestimientos. Algunas veces
son resistentes a los ácidos
Pueden ser formulados con
excelente resistencia a la luz
U.V así como de moderada a
buena resistencia química
La principal desventaja es su
poca resistencia a la luz ultra
violeta (U.V.), en relación a la
retención del color (tazándose).
Excelente resistencia a la luz
U.V.
Son
relativamente
económicos. Su aplicación es
fácil y segura especialmente en
ambientes cerrados
Los poliuretanos alifáticos son
Tienen una resistencia química
muy pobre y son permeables lo
cual los hace una mala elección
como barrera protectora.
Epoxi
Acrilico
Látex
Poliuretano
Los acrílicos de baja viscosidades,
con poca o sin agregados de relleno,
pueden ser usados como penetrantes
primarios sobre la superficie del
concreto. Algunas veces son usados
con
rellenos
pesados
como
revestimientos de pisos.
Polímero emulsionado en agua usado
principalmente con fines decorativos
Los más comunes son: poliuretanos
Pueden ser difíciles de aplicar y
de repintar Debido a su alto
peso
molecular,
los
revestimientos
vinílicos
no
pueden penetrar y adherirse
bien al concreto
Problemas de contaminación
por evaporación de solvente
Aunque son compatibles con el
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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aromáticos y alifáticos. Pueden ser
formulados para producir películas
delgadas semirígidas tanto como
elastómeros
gruesos
flexibles.
Pueden ser usados para proteger o
decorar superficies de concreto. Los
poliuretanos
elastoméricos
son
usualmente utilizados para revestir
tuberías de aguas servidas de
concreto. Películas de poliuretano
normalmente no son usadas en
inmersión en agua.
resistentes a la luz U.V. y
ofrecen larga protección al
clima en superficies exteriores.
Los uretanos poliéster proveen
de un color excepcional y
protección a U.V. en inmersión
en agua cuando se aplica como
revestimiento final sobre la
barrera apropiada.
concreto usualmente no son
aplicados directamente a la
superficie
de
concreto.
Normalmente son usados con
revestimiento primario u otro
material base, tales como
epoxi,
para
aumentar
la
adherencia a la superficie del
concreto.
Material
Características
principales
Ventajas
Desventajas
Silicatos
inorgánicos
Son principalmente usados como
selladores. En algunos casos pueden
ser especificados como penetrantes
primarios
para
uso
con
revestimientos
poliméricos
y
cementicios
modificado
con
polímeros.
Típicamente son formulados para
producir
barreras
de
películas
gruesas, pero pueden ser usados
como resina ligante para sistemas
reforzado de láminas de fibra de
vidrio.
Impermeabilizantes. Protegen
la estructura de la entrada de
cloruros.
Bitumines diluídos
Son
soluciones
solventes
de
revestimientos de alquitrán de hulla
o
asfalto.
Ambas
han
sido
extensamente usadas en superficies
de concreto. Puede ser usada solo o,
cuando se usa para revestimiento
aislantes al agua de superficies de
concreto exteriores, instaladas como
membrana desarrollada de muchos
revestimientos e incluyendo fibras de
vidrio como refuerzo.
Específicamente
las
emulsiones
bituminosas pueden requerir que la
superficie
del
concreto
sea
humedecida antes de la aplicación.
Esto produce una penetración mas
profunda y mayor adhesión; además,
sólo con algo de la resina se ayuda a
disminuir la tendencia del concreto
seco a succionar agua.
Fáciles de aplicar
Silanos/siloxanos
Son
compuestos
hidrofobicos
(repelen el agua) debido al grupo
organo/funcional, por lo tanto su
efectividad depende de el tipo,
tamaño y enlace del grupo alquilico.
En conjunto con los grupos alcoxis
permiten una reactividad quimica y
enlace al concreto.
Trabajan
como
materiales
selladores penetrantes dentro
del
sustrato
del
concreto
(impregnan el concreto).
Son difíciles de repintar.
Siliconas
Usualmente son utilizadas como
selladores y revestimiento colorantes
Trabajan bien como materiales
aislantes y resistentes a la
humedad. Color resistente .
Pueden ser difíciles de aplicar y
de repintar.
Furanos
Pueden
ser
utilizados
en
ambientes severamente ácidos
y otros químicos que pueden
envolver altas temperaturas de
servicio.
Muchos
revestimientos
de
furano son curados con ácidos
y, como resultado, no pueden
ser aplicados directamente al
concreto debido a que el álcali
del concreto puede neutralizar
el catalizador ácido.
Rigidizan y agrietan por acción
de la luz ultravioleta (U.V.)
Tabla 4.18.22. Materiales y sistemas de protección/recubrimiento
Material *
Galvanizado
Características
2
Comentarios
2
Clase I: 1070 g/m y Clase II: 610 g/m . Las barras una
vez galvanizadas deben trabajarse con cromatos para evitar
los efectos adversos del Zn al reaccionar con el concreto
fresco (evolución de hidrogeno). Se ha demostrado la
efectividad del galvanizado en concreto carbonatado pero
no en concreto contaminado con iones cloruros
ASTM A767
Aplicado en caliente “fusion bonded”, con espesores entre 7
Deben cumplir los siguientes
y 12 mils (175 – 300 μm). Algunas veces se utiliza un pre- estándares: ASTM A775, ASTM
tratamiento de cromado para mejorar adhesión acero/epoxi. D3963, AASHTO/M284 (barras
No ha sido muy efectivo debido al daño que se ocasiona a
que deben doblarse) y ASTM
las barras durante su manipulación
A934 (barras lineales).
*Se han probado otros recubrimientos como Ni, Cu y aceros inoxidables pero todavía se encuentran en etapa de
investigación.
Epoxi
La Tabla 4.18.23 presenta una serie de recomendaciones para la selección de los
sitemas de protección (revestimiento y/o recubrimientos) basadas en condiciones
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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de exposición
Tabla 4.18.23. Recomendaciones basada en condiciones de exposición*
Resistencia
al agua
Limpiabilidad
Estética
Resistencia
al polvo
Químicos
suaves
Quimicos
severos
Daño
físico
moderado
Daño
físico
severo
Silicon/silanos/siloxanos
Cementosos
Película
degada
de
poliuretana
Epoxi poliester
Latex (1)
R
R
R
NR
NR
R
NR
R
R
NR
NR
R
NR
NR
R
NR
NR
NR
NR
NR
R
NR
NR
NR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
NR
NR
NR
NR(2)
NR
NR
Caucho clorado
Epoxi
Epoxi fenólico
Epoxi
con
rellenote
agregados
Uretanos
Elástomeros
Alquitran de hulla
Vinil ester/poliester
R: Recomendado
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
NR
NR
R
R
R
R
R
R
NR
NR
NR
NR
Protección
(Revestimiento
recubrimiento)
y/o
R
R
R
R
NR(2)
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
NR
R
R
R
NR
R
R
NR: No Recomendado (1) Excluyendo latex vinílicos
recomendados para el servicio.
R
R
R
R
(2) Ciertos
R
R
R
R
R
R
R
R
latex pueden ser
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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Lloyd M. Smith SSPC95-08
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Moavin Islam, Alí A. Sohanghpurwala, William T. Scannell, and Donald R. Jackson. “Key Issues in
Evaluating performance of Different Corrosion Protection Systems on Reinforced Concrete Structures”
Paper CORROSION’99. NACE International. 1999
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Materiales y Sistemas de Rehabilitación
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Izic Sitton and Jorge E. Costa “A Hybrid Impressed Current and Galvanic Cathodic Protection System”.
Paper No. 547 CORROSION’99. NACE International. 1999
Miki Funahashi, P.E. and Walter T. Young, P.E. “Three Year Performance of aluminum Alloy Galvanic
Cathodic Protection System”. Paper No. 550 CORROSION’99. NACE International. 1999
J.E. Wehling. “A Galvanic Zinc-Hydrogel System For Cathodic Protection of Reinforced Concrete
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Jack Bennet, James B. Bushman, Jorge Costa, Paul Noyce “Field application of Performance Enhancing
Chemicals to Metallized Zinc Anodes”. Paper No. 00790 CORROSION’2000. NACE International. 2000
Douglas L. Leng, Rodney G. Powers and Ivan R. Lasa “Zinc Mesh Cathodic Protection Systems”. Paper
00795 CORROSION’2000. NACE International.2000
Stephanie Charvin, William Hartt and Seungkyoun Lee, Rodney G. Powers “Influence of Permeability
Reducing and Corrosion Inhibiting Admixtures in Concrete Upon Initiation of Salt Induced Embedded
Steel Corrosion”. Paper 802 CORROSION’2002. NACE International. 2000
Donald R: Jackson, Moavin Islam “Field Experience and Long Term Monitoring of Some Reinforced
Concrete Bridge Structures Subjected to Electrochemical Chlorinating Extraction (ECE). Paper 00821
CORROSION’2002 NACE International. 2002
R.J. Kessler, R.G. Powers and I.R. Lasa “An Update on the Long Term Use of Cathodic Protection of Steel
Reinforced Concrete Marine Structures”. Paper 02254 CORROSION’2002 NACE International. 2002
B.S. Covino, Jr., S.J. Bullar, G.R. Holcomb, J.H. Russell, S.D. Cramer, J.E. Bennett, H.M. Laylor.
“Chemical Modification of Thermal-Sprayed Zinc Anodes for Improved Cathodic Protection of Reinforced
Concrete”. 14th. International Corrosion Congress. Cape Town, South Africa. 1999
S.J. Bullard, B.S. Covino, Jr. S.D. Cramer, G.R. Holcomb, J.H. Russell, J.E. Bennett, C.B. Cryer and H.M.
Laylor. “Alternative Consumable Anodes for Cathodic Protection of Reinforced Concrete Bridges”. 14th.
International Corrosion Congress. Cape Town, South Africa. 1999
NACE International “Protective Coatings & Lining - Course 2. Chapter 8 “Concrete and Other
Cementitious Surface”.1998
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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CAPÍTULO 05
PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y
LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
Autores
Harold Muñoz
Paulo Helene
Fernanda Pereira
Lila Hashook
INTRODUCCIÓN
L
a calidad de la reparación o refuerzo depende en gran medida de la adecuada
preparación y limpieza del substrato por lo que se debe realizar con el mayor
cuidado, utilizando los materiales apropiados y la mejor técnica constructiva.
Del hormigón
La interfase que se forma entre el hormigón existente y el nuevo debe poseer suficiente
capacidad para desarrollar las propiedades mecánicas bajo las cuales se fundamenta el
análisis estructural.
Del acero
Complementariamente, la reparación debe permitir al acero de refuerzo, desarrollar los
esfuerzos propios derivados de las condiciones de diseño.
5.1 PREPARACIÓN DEL SUBSTRATO
Definimos la preparación del substrato como el conjunto de procedimientos que se deben
realizar a los elementos estructurales antes de la limpieza de la superficie y de la
colocación del nuevo hormigón.
En la Tabla siguiente se relacionan los principales procedimientos de preparación del
substrato:
Tabla 5.1 Procedimiento de preparación del substrato
Numeral
Procedimiento más adecuado para
Procedimiento
concreto con superficie
seca
húmeda
acero con superficie
seca
húmeda
5.1.1
Escarificación manual
adecuado
adecuado
inadecuado
inadecuado
5.1.2
Disco de desbaste
aceptable
adecuado
aceptable
aceptable
5.1.3
Escarificación mecánica
adecuado
adecuado
inadecuado
inadecuado
5.1.4
Chorro de granalla
adecuado
adecuado
inadecuado
inadecuado
5.1.5
Demolición
adecuado
adecuado
inadecuado
inadecuado
5.1.6
Lijado manual
inadecuado
aceptable
adecuado
aceptable
5.1.7
Lijado eléctrico
adecuado
aceptable
adecuado
aceptable
5.1.8
Cepillado manual
adecuado
aceptable
adecuado
aceptable
5.1.9
Martillo de puntas
adecuado
adecuado
adecuado
adecuado
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
5.1.10
Pistola de aguja
inadecuado
inadecuado
adecuado
adecuado
5.1.11
Chorro de arena seca
adecuado
adecuado
adecuado
aceptable
5.1.12
Chorro de arena humeda
5.1.13
Disco de corte
aceptable
adecuado
adecuado
adecuado
5.1.14
Quema controlada
adecuado
inadecuado
inadecuado
inadecuado
5.1.15
Remoción de aceites
grasas impregnadas
inadecuado
adecuado
inadecuado
adecuado
5.1.16
Máquina
superficial
aceptable
adecuado
inadecuado
inadecuado
de
y
desbaste
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A seguir se presenta la secuencia básica de una intervención, conforme fotos ilustrativas
numeradas del foto 1 al foto 17.
Foto 1
Foto 2
Foto 3
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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Foto 4
Foto 5. Lavado de la superfície del hormigón
Foto 6.Delimitación de las areas de
reparación
Foto 7.Delimitación de las areas de reparación
Foto 8.Delimitación de las areas de
reparación incorrecto
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
Foto 9.Escarificación
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Foto 10.Escarificación
Foto 11. Escarificación
Foto 12.Segun el profundidad de la escarificación
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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Foto 13. Mortero de reparación
Foto 14. Saturación del sustrato
Foto 15. Aplicación del mortero
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
Foto 16. Etapas de relleno
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Foto 17. Acabado
5.1.1 Escarificación Manual
EQUIPO
Puntero, cincel y mazo
Cincel
http://www.dewalt.com
VENTAJAS
USOS MÁS COMUNES
Preparación de pequeñas superficies y zonas de
difícil acceso para equipos mayores.
Repicado de las superficies
PROCEDIMIENTO
Señalar el área que se desea intervenir. Se
escarifica de afuera hacia adentro, tomando la
precaución de no dejar zonas quebradizas o
astilladas. Se debe tener especial cuidado para
no picar el acero de refuerzo. Se retira el
material hasta dejar una superficie sana, rugosa
y compacta que permita las mejores condiciones
de adherencia. Cuando sea necesario, se debe
prever el apuntalamiento.
Método práctico para intervenciones
menores. Poco ruido y ausencia de
polvo excesivo. No requiere de
equipos
ni
mano
de
obra
especializada ni instalaciones de
agua o energía por lo que puede
utilizarse en zonas apartadas.
DESVENTAJAS
Su uso es limitado por no poseer
altos rendimientos. Se requiere de la
limpieza del polvo mediante lavado o
preferiblemente
mediante
aire
comprimido.
5.1.2 Disco de Desbaste
USOS MÁS COMUNES
Preparación
superficies.
y
desbaste
EQUIPO
de
grandes
Pulidora industrial con disco para
desbaste de pisos, húmedo o seco.
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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http://www.trelawnyspt.com
http://www.handytoolstore.com
PROCEDIMIENTO
VENTAJAS
Aplicar el disco con lija sobre la
superficie aprovechando el peso propio
del equipo.
Altos rendimientos.
Efectuar el desbaste en capas o pasadas
cruzadas a 90°.
Desbastar, encada vez, un espesor
pequeño, manteniendo la uniformidad
del espesor en toda la superficie.
DESVENTAJAS
Se requiere de
especializada
mano
de
obra
5.1.3 Escarificación Mecánica
USOS MÁS COMUNES
Preparación de grandes superficies.
Repicado.
EQUIPO
Martillo neumático (Hammer/drill)
http://www.handytoolstore.com
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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Máquina escarificadora para piso
http://www.handytoolstore.com
Consiste en un tambor giratorio con
cuchillas de corte que impactan al
concreto en ángulo recto para fracturarlo
o pulverizarlo
El
equipo
puede
tener
varias
presentaciones, existen en un rango de
tamaños del paso que va de 10 a 90 cm
ellas.
Se recomienda remplazar las cuchillas de
corte cada 8 horas de operación continua
PROCEDIMIENTO
VENTAJAS
Señalar el área que se desea intervenir
Se escarifica de afuera hacia adentro,
tomando la precaución de no dejar zonas
quebradizas o astilladas.
Altos rendimientos.
Se debe tener especial cuidado para no
picar el acero de refuerzo.
DESVENTAJAS
Para espesores de más de 1 cm el
rendimiento es bajo. Se requiere especial
cuidado
para
no
comprometer
la
estructura. Para remover polvo y pequeñas
partículas, se requiere la limpieza mediante
aire comprimido.
5.1.4 Chorro de granalla
shot-blasting
USOS MÁS COMUNES
EQUIPAMIENTO
Grandes
superficies.
Remoción
algunos recubrimientos, adhesivos y
contaminantes
superficiales
para
posterior aplicación de un sistema de
protección superficial
Un sistema de aspiradora neumática
recolecta el polvo, separa y recicla la
granalla y desecha el polvo a través
de un sistema de filtros.
También existen rodillos manuales
magnéticos que permiten recoger la
granalla que queda depositada sobre
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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el piso
PROCEDIMIENTO
El
método
VENTAJAS
consiste
en
impulsar
centrífugamente por una rueda giratoria,
abrasivos
metálicos
(granalla)
a
altas
velocidades que golpean la superficie del
concreto y rebotan hacia una unidad de
Altos rendimientos.
DESVENTAJAS
Para espesores de más de 1 cm, el
rendimiento es bajo.
recuperación
5.1.5 Demolición
USOS MÁS COMUNES
Preparación, demolición o excavación de
grandes superficies.
EQUIPO
Demolición: martillo neumático (20kg)
http:// www.driller.com
http:// www.driller.com
Excavación:
maquina
de
molienda
transportada por un tractor de cama baja
y equipo para remover el escombro como
cargador, palas, escobas, cabezas y
dientes de molienda
http:// www.dunnco.com
VENTAJAS
http:// www.aquatool.net
PROCEDIMIENTO
Es un método agresivo para remover la
capa superficial de concreto por medio de
la demolición (martillos neumáticos) o de la
excavación usando grandes máquinas.
Señalada el área que se desea intervenir,
Permite el uso de varios martillos
acoplados al mismo compresor en el caso
de martillos neumáticos.
Alto rendimiento en la preparación
DESVENTAJAS
Demolición: se presentan dificultades
cuando se trata de trabajos en altura y en
elementos esbeltos. Se debe prever el
adecuado apuntalamiento
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
se demuele o excava la zona afectada,
tomando la precaución de no dejar zonas
quebradizas o astilladas.
Se debe tener especial cuidado para no
picar el acero de refuerzo. Se retira el
material hasta dejar una superficie sana,
rugosa y compacta que permita las
mejores condiciones de adherencia.
Página 10 de 32
En los dos casos se requiere de mano de
obra especializada y cuidado de parte de
los operarios para no comprometer la
estructura.
Produce mucho ruido, polvo y vibración
provocando microgrietas en el substrato.
5.1.6 Lijado Manual
USOS MAS COMUNES
Preparación de pequeñas
superficies o lijado de
barras de acero.
PROCEDIMIENTO
EQUIPO
Pulir la superficie de concreto mediante
repetidos movimientos circulares enérgicos. Si
se trata de la limpieza del acero se debe
conseguir en todo su contorno un color
metálico, denominado estado de “metal
blanco” (ver ObS)
Lija de agua para el
hormigón o lija de hierro
para el acero
Se deben eliminar todos los productos de la
corrosión hasta conseguir que solo aparezcan
pequeñas manchas sobre la superficie.
OBSERVACIONES
Toda la capa de óxido de laminación y los productos
de la corrosión deveran ser removidos, de modo que
el metal apenas presente pequeñas manchas en la
superficie. Después de la limpieza, 95 % de cada área
de 9 cm2 deberan estar libres de residuos visibles y
presentar coloración gris clara.
(Patrón SA 2 1/2 según la norma sueca SIS 05 5900:
1967: “Pictorial surface preparation standards for
painting steel surfeces” o el patrón ingles “second
quality”, norma BS4232: 1967: “Surface finish of
blast-cleaned steel for painting”)
VENTAJAS
Es un método manual al
alcance de todo operario.
DESVENTAJAS
Bajos
rendimientos
y
exigente un control de
calidad
cuidadoso
(inspección)
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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5.1.7 Lijado Eléctrico
USOS MAS COMUNES
EQUIPO
Preparación de superficies de concreto o
placas de acero
Lijadora electromecánica con
acople para disco de lija con
adecuada protección.
http://www.dewalt.com
http://www.dewalt.com
PROCEDIMIENTO
VENTAJAS
Pulir la superficie mediante movimientos
circulares manteniendo la lija paralela al
área de trabajo
Remueve
las
impurezas
existentes sobre la superficie
del hormigón, abre y limpia
los poros.
Retira las eflorescencias y
homogeniza la superficie del
hormigón.
DESVENTAJAS
Se produce gran cantidad de polvo que
contamina el ambiente circundante por
lo que los trabajadores necesitan utilizar
máscaras.
Remueve la capa de óxido de
laminación y la costra de
corrosión superficial de las
barras metálicas.
Altos
rendimiento
preparación.
en
la
5.1.8 Cepillado Manual
USOS MÁS COMUNES
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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Preparación
de
pequeñas
superficies en áreas de fácil acceso
Remoción de los productos de
corrosión incrustados en las barras
de acero.
http://www.hako.es
EQUIPO
Grata o cepillo con cerdas de acero.
http://www.handytoolstore.com
PROCEDIMIENTO
VENTAJAS
Cepillar la superficie hasta conseguir la
completa remoción de partículas sueltas
o cualquier otro material inapropiado.
Procedimiento de fácil ejecución
que no requiere de personal
especializado ni de instalaciones
especiales.
DESVENTAJAS
Bajos rendimientos, uso limitado
Muy útil para la limpieza del acero
de refuerzo si se realiza de manera
enérgica y eficiente.
5.1.9 Picado con martillo de puntas
USOS MÁS COMUNES
Remoción
del
concreto
deteriorado y/o de sistemas de
protección
superficiales
de
grandes áreas en substrato de
acero o de hormigón
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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EQUIP0
concrete scabbler
picado o “scrabbling” de superficie metálica
steel deck scabbler
http://www.trelawnyspt.com
picado o “scrabbling”de superficie hormigón
PROCEDIMIENTO
El método consiste en impactar la superficie del
concreto en ángulo recto con pistones provistos
con cabezas de corte.
Se utiliza para remover recubrimientos epóxicos,
de poliuretano, sistemas metil – metacrilatos,
superficies
deterioradas
de
concreto,
en
espesores de ⅛ a ¼ de pulgada.
Para asegurar su buen funcionamiento Se debe
cuidar que el equipo sea movido por un
compresor de aire que produzca una presión de
180 cfm ≅ 120 psi así como mangueras de aire
de ½ a 2 pulgadas de diámetro interior.
VENTAJAS
Altos rendimientos
DESVENTAJAS
Puede causar micro grietas en el
substrato y la superficie que
resulta es muy irregular.
5.1.10
Pistola de Agujas
USOS MÁS COMUNES
Especial para la limpieza de elementos
metálicos de productos de la corrosión o
retiro de pinturas.
Es excelente para detallar esquinas y
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bordes de estructuras
EQUIPO
Pistola electromecánica de agujas,
disponibles en varios tamaños y es
impulsada reumáticamente
Se requiere de un compresor de aire
que proporcione una presión de 80 a
120 psi
Needle scanling http://www.trelawnyspt.com
VENTAJAS
Remueve los productos de la corrosión
(óxidos) de las armaduras, dejando la
superficie en la condición de “metal
blanco”
http://www.trelawnyspt.com
PROCEDIMIENTO
Se recorre la superficie del elemento
metálico
a
medida
que
vaya
desapareciendo la corrosión o la
pintura.
DESVENTAJAS
Se debe evitar dañar las agujas al
entrar éstas en contacto con el
hormigón.
También puede utilizarse por debajo
del agua
5.1.11
Chorro de Arena Proyectada Seca
USOS MÁS COMUNES
Preparación de grandes superficies y
áreas angulosas, remoción de lechada
de
cemento,
polvo
u
otro
contaminantes
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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EQUIPO
Compresor de aire, equipo de chorro
de arena, abrasivo (arena), manguera
para alta presión, boquilla direccional
y eventualmente agua.
La arena de sílice o escoria de alto
horno utilizada debe poseer la
granulometría adecuada, debe ser
lavada, libre de materia orgánica
http://www.ferjovi.com
La arena usada en los trabajos no es
reutilizable.
PROCEDIMIENTO
Ver 5.1.12
DESVENTAJAS
Se
produce
gran
cantidad
de
polvo
que
contamina el ambiente circundante por lo que
los trabajadores necesitan utilizar máscaras
Después de la utilización del chorro seco, es
necesario proceder a la limpieza de toda la
superficie con aire
No remueve fracciones de espesores mayores de
3 mm por lo que en ciertos casos precisa
escarificación previa comprimido
http://www.iaf.es/enciclopedia
VENTAJAS
Permite preparar superficies que no son
fácilmente accesibles con otros procedimientos
(ángulos salientes, aristas, perforaciones)
Altos rendimientos
5.1.12
Chorro de Arena Proyectada Húmeda
USOS MÁS COMUNES
Preparación de grandes superficies de
hormigón
o
metálicas
y
áreas
angulosas
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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EQUIPO
Compresor de aire, equipo de chorro
de arena, abrasivo (arena), manguera
para alta presión, boquilla direccional
y agua.
La arena de sílice o escoria de alto
horno utilizada debe poseer la
granulometría adecuada, debe ser
lavada, libre de materia orgánica
La arena usada en los trabajos no es
reutilizable.
DESVENTAJAS
PROCEDIMIENTO
onsiste en lanzar una mezcla de aire comprimido
con un medio abrasivo a alta presión, mayor de
5000 psi.
Sirve para limpiar la superficie del concreto o del
metal.
En el caso de superficies metálicas, se
debe de utilizar un inhibidor de
corrosión
compatible
con
el
recubrimiento que se va aplicar para
evitar la producción de oxido por
acción del agua (flash-rust)
VENTAJAS
El abrasivo a utilizar en el caso del hormigón
debe ser más grueso que el utilizado para la
limpieza de superficies metálicas. Se recomienda
una granulometría malla 8-10
Para el caso de chorros de arena y agua, el agua
proveniente de un tanque o de la red, debe ser
sometida a presión mediante una bomba y
conducida a un adaptador mediante una
manguera para alta presión
Permite preparar superficies que no
son fácilmente accesibles con otros
procedimientos (ángulos salientes,
aristas, perforaciones)
Altos rendimientos
El chorro se aplica perpendicular a la superficie
distribuido en círculos para conseguir una
distribución uniforme y permitir la remoción de
todos los residuos que puedan perjudicar la
adherencia
5.1.13
Disco de Corte
USOS MÁS COMUNES
Retiro de rebabas, delimitación del
contorno del área de la reparación,
abertura de surcos y ranuras para el
tratamiento de fisuras.
EQUIPO
Máquina de corte dotada de disco
diamantado
disponible
en
vários
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tamaños
http://www.handytoolstore.com
http:// www.trelawnyspt.com
DESVENTAJAS
PROCEDIMIENTO
desea
Se requiere de mano de obra
capacitada y equipo especializado.
El corte se realiza manteniendo el
disco de la máquina en posición
ortogonal con relación a la superficie.
Dificultades de acceso del equipo a
ciertos lugares.
Señalar el
intervenir.
área
que
se
Se requiere de cuidado especial con
relación a la profundidad del corte para
no dañar los estribos o anillos ni el
acero de refuerzo.
5.1.14 Quema Controlada
USOS MÁS COMUNES
Preparación de áreas donde no está
expuesto el acero de refuerzo o
cuando
el
espesor
del
recubrimiento es superior a 30 mm.
EQUIPO
Se
requiere
equipo
especial
diseñado para controlar la flama
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
(Soplete) tanque de combustible
manguera para transportar
combustible desde el local
almacenamiento hasta el área
trabajo
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y
el
de
de
http://www.chemicalproductsokc.com
PROCEDIMIENTO
La llama se aplica a la superficie de
manera que permita retirar las
capas de concreto disgregado.
No se debe aplicar la llama
demasiado tiempo en un mismo
lugar para no calentar y dañar las
zonas sanas.
5.1.15
El método consiste en combinar
oxígeno y acetileno para producir
una flama la cual se aplica sobre la
superficie del concreto para remover
contaminantes,
mastiques,
membranas elásticas, pinturas y
otros recubrimientos usados en la
construcción.
VENTAJAS
Se requieren temperaturas de 3200
a 5800º F y produce humos tóxicos
que acompaña el desprendimiento
de algunos recubrimientos.
Se
requiere
mano
de
obra
especializada y control cuidadoso
durante la ejecución (inspección)
Disgrega el hormigón en pedazos
de 5 mm, eliminando de paso
impurezas orgánicas como grasas,
aceites y pinturas.
DESVENTAJAS
Remoción de Aceites y Grasas Impregnadas
PROCEDIMIENTO
La eliminación de aceites, grasas y
gorduras impregnadas en el
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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hormigón con espesor superior a 3
mm requiere la eliminación del
hormigón contaminado a través de
los procedimientos descritos en
5.1.3 Escarificación mecánica,
5.1.5 Demolición,
5.1.13 Quema Controlada
Después de la escarificación del
hormigón, la retirada del material
suelto y apagar todas las fuentes
de calor y llamas, aplicar en la
superficie, un removedor/limpiador
de grasas, a base de solventes de
alta penetración, adecuadamente
formulado para esta finalidad, que
sea no corrosivo y biodegradable.
Con este método se debe lograr
una remoción química de aceite,
grasa y otros depósitos en la
superficie del concreto.
http://www.hako.com.es
EQUIPAMIENTO
Las zonas difíciles de alcanzar
como las esquinas y los cantos o
ribetes deberán realizarse a mano.
Los equipos utilizados deberán tener
cepillos de cerdas duras de preferencia de
polietileno y la velocidad de rotación del
equipo deberá ser mayor de 300 rpm,
que es una velocidad suficientemente
rápida para asegurar la limpieza completa
de las irregularidades de la superficie del
concreto.
5.1.16 Máquina de Desbaste Superficial
USOS MÁS COMUNES
Preparación de grandes áreas
horizontales, pisos y losas
donde
exista
adecuado
recubrimiento del acero de
refuerzo y donde sea necesaria
la remoción de espesores de
0.5 a 3 mm.
Pueden
usarse
pequeñas
máquinas
manuales
en
superficies verticales.
http://www.trelawnyspt.com
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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EQUIPO
PROCEDIMIENTO
Humedecer
previamente
superficie de hormigón.
la
Desplazar el equipo a lo largo de
franjas
paralelas,
procurando
mantener
la
velocidad
de
movimiento constante.
Pulidora industrial con disco para
desbaste de pisos, húmedo o seco
Escarificadoras o fresadoras mecánicas
(ver 5.1.3)
http://www.handytoolstore.com
DESVENTAJAS
VENTAJAS
Su uso se limita a
horizontales y planas.
superficies
Altos rendimientos. Desbasta espesores
gruesos de manera uniforme y eficiente.
5.2 LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES
Definimos la limpieza del substrato como el conjunto de procedimientos que se deben
realizar a los elementos estructurales antes de la aplicación de los materiales de la
reparación.
La Tabla siguiente reúne los principales procedimientos de limpieza.
Tabla 5.2 Procedimientos de limpieza
Procedimiento más adecuado para
Numeral
Procedimiento
Concreto con superficie
seca
húmeda
Acero con superficie
seca
húmeda
5.2.1
Chorro de agua
fría alta presión
inadecuado
adecuado
inadecuado
aceptable
5.2.2
Chorro de agua
caliente alta
presión
inadecuado
adecuado
inadecuado
aceptable
5.2.3
Chorro de agua a
baja presión
inadecuado
adecuado
inadecuado
aceptable
5.2.4
Vapor
inadecuado
adecuado
inadecuado
aceptable
5.2.5
Soluciones ácidas
inadecuado
adecuado
inadecuado
inadecuado
5.2.6
Soluciones
alcalinas
inadecuado
adecuado
inadecuado
adecuado
5.2.7
Remoción de
aceites y grasas
superficiales
inadecuado
inadecuado
adecuado
adecuado
5.2.8
Chorro de aire
adecuado
aceptable
adecuado
aceptable
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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comprimido
5.2.9
Solventes
volátiles
adecuado
adecuado
inadecuado
aceptable
5.2.10
Saturación con
agua
inadecuado
inadecuado
adecuado
inadecuado
5.2.11
Aspiración al
vacío
adecuado
inadecuado
aceptable
aceptable
5.2.1 Chorro de Agua Fría a Alta Presión
USOS MÁS COMUNES
Limpieza
áreas.
de
grandes
y
pequeñas
EQUIPO
Manguera para alta presión, equipo
tipo
lava-a-chorro
y
salida
direccional.
PROCEDIMIENTO
Iniciar la limpieza de arriba hacia abajo,
procurando
mantener
una
presión
suficiente para remover las partículas
sueltas. Preferentemente mover en círculo
la manguera para que el chorro permita la
limpieza de la superficie.
Este método consiste en rociar agua a
presiones entre 5000 y 45000 psi, para
remover incrustaciones duras de suciedad
y material suelto o mal adherido.
También puede usarse para remover
recubrimientos epóxicos, uretanos entre
otros.Es usado para remover capas
carbonatadas
http://www.handytoolstore.com
El equipo consta de bomba de agua
de presión, compresor de aire que
produzca un mínimo de 85 cfm @
120 psi, mangueras de alta presión,
boquillas
adecuadas,
equipo
de
chorro de agua con ruedas para
desplazamiento horizontal
DESVENTAJAS
No es apropiado cuando los materiales de
reparación requieren substrato seco para
una buena adherencia
Alto coto de los equipos
VENTAJAS
Permite la limpieza de la superficie al
mismo tiempo que la humedece.
No produce
vibraciones
polvo
o
gases,
ni
Altos rendimientos
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5.2.2 Chorro de Agua Caliente a Alta Presión
USOS MÁS COMUNES
Limpieza de grandes y pequeñas
áreas contaminadas levemente
con grasas.
EQUIPO
Manguera
para
alta
presión,
equipo tipo lava-a-chorro y salida
direccional.
http://www.hako.es
PROCEDIMIENTO
Iniciar la limpieza de arriba hacia abajo,
procurando mantener una presión suficiente
para remover las partículas sueltas.
Preferentemente
mover
en
círculo
la
manguera para que el chorro permita la
limpieza de la superficie.
http://www.hako.es
DESVENTAJAS
VENTAJAS
No es apropiado cuando los materiales de
reparación requieren substrato seco para una
buena adherencia.
Cuando
se
mezcla
con
removedores
biodegradables,
ayuda
a
limpiar
impurezas
orgánicas tales como grasas,
aceites, pinturas.
Requiere protección con guantes térmicos y
operador calificado.
Alto costo de los equipos
No produce polvo o gases, ni
vibraciones
Altos rendimientos
5.2.3 Chorro de Agua a Baja Presión
USOS MÁS COMUNES
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Remoción de suciedad y material
suelto, contaminantes solubles al agua
en la superficie y en las cavidades
superficiales,
Retiro del escombro producido por
otros métodos más agresivos de
preparación de la superficie
EQUIPO
El equipo consta básicamente de un
motor, bomba de presión y una pistola
tipo jet
http://www.igen.com
PROCEDIMIENTO
Este método consiste en rociar agua a
presiones menores de 5000 psi .
El impacto del líquido sobre la superfície
abre canales o perforaciones y la presión
del agua termina por romper el hormigón.
La profundidad de remoción se controla
ajustando la presión del agua y regulando
el tiempo en que la boquilla se mantiene
sobre la zona a reparar
http://www.igen.com
5.2.4 Vapor
USOS MÁS COMUNES
Limpieza de grandes y pequeñas
áreas contaminadas con impurezas
orgánicas o minerales (sales).
EQUIPO
Manguera para alta presión con
aislante térmico para evitar pérdida
de calor, salida direccional y caldera
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para generar vapor.
VENTAJAS
Elimina las impurezas minerales y
orgánicas como grasa, aceite,
pintura, etc.
Para obtener mejores resultados,
debe asociarse a removedores
biodegradables.
DESVENTAJAS
Requiere personal capacitado.
Alto costo inicial d los equipos
http://www.igen.com
PROCEDIMIENTO
Iniciar la limpieza de arriba hacia abajo,
procurando
mantener
una
presión
suficiente para remover las partículas
sueltas.
Preferentemente mover en círculo la
manguera para que el chorro de vapor
permita la limpieza de la superficie.
5.2.5 Lavado Con Soluciones Ácidas
USOS MÁS COMUNES
Limpieza de grandes superficies antes de
aplicar algún recubrimiento como: selladores,
recubrimientos epóxicos, uretanos, acrílicos y
alcalinos, donde preferentemente no se
encuentre acero de refuerzo expuesto o muy
próximo a la superficie
Remoción de pinturas y óxido de metales,
herramientas, etc.
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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EQUIPO
El equipo deberá tener
almacenar la solución
aplicador de la solución
rociador de plástico y
lavar piso equipada
abrasiva.
un contenedor para
ácida, un sistema
de baja presión con
una máquina para
con una escobilla
En áreas pequeñas se utiliza cepillo manual
http://www.hako.es
PROCEDIMIENTO
Previa a la aplicación, saturar la estructura
con agua limpia para evitar la penetración del
ácido en el hormigón sano.
Preparar la solución de ácido muriático diluido
conforme lo establezca el Boletín Técnico del
producto.
Aplicar la solución para remover la capa
superficial de la pasta de cemento hasta
exponer al agregado fino
La
efervescencia
descontaminación
es
señal
de
.
Para la remoción de las partículas sólidas y
residuos de la solución, inmediatamente
después de la reacción, lavar la estructura
con agua limpia en abundancia
DESVENTAJAS
Se
recomienda
solo
en
tratamientos
superficiales de limpieza ante el riesgo de
infiltración irreversible de agentes ácidos en
la estructura
VENTAJAS
Remueve de la superficie de la estructura,
materiales indeseables como carbonatos,
eflorescencias,
residuos
de
cemento,
impurezas orgánicas, etc., mejorando las
características adherentes del substrato
5.2.6 Lavado Con Soluciones Alcalinas
USOS MÁS COMUNES
Preparación de grandes superficies
que
contienen
residuos
ácidos
impregnados.
También se aplica a la limpieza de
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hongos y musgos.
EQUIPO
brocha y cepillo, equipos industriales
Los equipos utilizados deberán tener
cepillos
de
cerdas
duras
de
preferencia de polietileno
PROCEDIMIENTO
Previa a la aplicación, saturar la estructura
con agua limpia para evitar la penetración
de la solución alcalina que podría modificar
las características del hormigón.
Aplicar la solución simultáneamente con el
lavado de la estructura
Las zonas difíciles de alcanzar como las
esquinas y los cantos o ribetes deberán
realizarse a mano.
la velocidad de rotación del equipo deberá
ser mayor de 300 rpm, suficientemente
rápida para asegurar la limpieza completa
de las irregularidades de la superficie del
concreto.
VENTAJAS
Neutraliza especialmente la estructura que
estuvo sometida a un ataque ácido
mejorando las condiciones de adherencia
del estrato.
El método no es agresivo al acero de
refuerzo y no requiere equipo especial
http://www.zingméxico.com
DESVENTAJAS
Si hubiera la presencia de agregados
reactivos en el hormigón, se puede
provocar expansión po reacción
álcali-agregado.
No es eficaz en la eliminación de
productos
provenientes
de
la
corrosión del acero de refuerzo.
Dificulta la adherencia con productos
de resina epóxica.
5.2.7 Remoción De Aceites Y Grasas Superficiales
USOS MÁS COMUNES
Limpieza de superficies horizontales
(pisos) contaminadas, en espesor
menor de 2 mm.
EQUIPO
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Maquina
electomecánica,
cepillo, brocha
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escoba,
http://www.hako.es
DESVENTAJAS
No logra remover grasas y aceites
impregnados profundamente (más de
2 mm); por lo que habría que realizar
PROCEDIMIENTO
Aplicar un removedor / limpiador directamente sobre las áreas afectadas
dejándolo reaccionar por veinte minutos.
5.1.3 Escarificación Mecánica 5.1.5
Quema Controlada,
En seguida lavar la zona con agua en
abundancia mediante el uso de una escoba
o cepillo para remover partículas sólidas y
residuos del producto utilizado.
de acuerdo con
contaminación.
el
grado
de
VENTAJAS
No requiere equipo especial.
Cuando el producto se selecciona
correctamente, no hay ataque al hormigón
ni al acero de refuerzo
5.2.8 Chorro De Aire Comprimido A Presión
USOS MÁS COMUNES
Elimina el polvo después de los
procedimientos de preparación como
escarificación o chorro de arena a
presión.
También se usa cuando se vaya a aplicar
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una resina con base epóxica que
requiere un substrato seco y limpio.
EQUIPO
Manguera para alta presión y compresor
dotado con filtro de aire y aceite para
garantizar la contaminación.
VENTAJAS
Elimina el polvo y permite enseguida, la
aplicación del adhesivo estructural con
base epóxica, siempre que el substrato
se encuentre seco.
Es apropiado para la limpieza de fisuras,
antes de la ejecución del procedimiento
de inyección de lechada o resinas para el
restablecimiento del monolitismo o
integridad estructural
http://www.trelanyspt.com
PROCEDIMIENTO
Si existen cavidades, colocar en su
interior la manguera para ejecutar
la limpieza de adentro hacia fuera.
DESVENTAJAS
Es
inapropiado
húmedas.
para
superficies
Una vez limpias, se rellenan con
papel, procediendo entonces a la
limpieza del sector adyacente.
5.2.9 Solventes Volátiles
USOS MÁS COMUNES
Limpieza de superficies del
hormigón
o
del
acero
instantes
antes
de
la
aplicación de resinas de base
epóxica.
VENTAJAS
Retira ácido úrico (manos),
contaminaciones superficiales
de grasas, pinturas y aceites.
Por ser altamente volátil, se
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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evapora llevando partículas de
agua de la superficie y
consecuentemente ayuda al
secado superficial.
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PROCEDIMIENTO
DESVENTAJAS
Aplicar en las superficies el
producto (acetona industrial) con
estopa, brocha o algodón y
ejecutar movimientos adecuados
para la retirada de eventuales
residuos y contaminantes.
Es un producto inflamable y
muy volátil (pérdida por
evaporación).
5.2.10 Saturación Con Agua
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
USOS MAS COMUNES
EQUIPO
Tratamiento de las superficies de
hormigón antes de la aplicación de
morteros y hormigones con base de
cemento
Pulverizador, membrana de cura,
manguera perforada, sacos de
yute (cabuya
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PROCEDIMIENTO
Inundar totalmente la superficie a ser tratada por un período de por lo
menos 12 horas antes de aplicar los productos con base de cemento. Esa
saturación puede lograrse con la construcción de barreras temporales y
manguera con flujo continuo de agua.
En superficies verticales cuando la saturación no es confiable, se colocan
sacos de yute y mangueras perforadas para formar una película continua
de agua.
Instantes antes de la aplicación de los productos, retirar el agua y secar
con estopa seca y limpia, el exceso de agua superficial, obteniendo la
condición de superficie saturada y seca (no encharcada).
5.2.11
Aspiración Al Vacío
EQUIPO
Varias opciones: aspirador de polvo
industrial compacto, especialmente
proyectado y equipado para aspirar
polvo de concreto
USOS MÁS COMUNES
Limpieza en seco de superficies de
hormigón
apropiadas
para
recibir
adhesivos y puentes de adherencia que
requieren substrato seco.
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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PROCEDIMIENTO
Aspirar cuidadosamente las áreas que
serán tratadas manteniendo la boca del
aspirador próxima a la superficie del
concreto (2 mm
http://www.handytoolstore.com
VENTAJAS
Retira partículas pequeñas (polvo)
Ideal
para
ventilación)
áreas
cerradas
(sin
DESVENTAJAS
No retira partículas grandes ni húmedas.
http://www.trelawnyspt.com
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PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DEL SUBSTRATO
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Procedimientos de Reparación
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CAPÍTULO 06
Procedimientos de Reparación
Autores
Gaby Quesada
INTRODUCCIÓN
S
i bien la rehabilitación de las estructuras es necesaria y cada día adquiere mayor
importancia por numerosas razones sociales, técnicas y económicas, hay aún
mucha incertidumbre con relación a la confiabilidad en la efectividad de los
trabajos que comúnmente son puestos en la práctica.
El éxito de la rehabilitación de estructuras de concreto que han sido deterioradas
depende fundamentalmente del diagnóstico, la evaluación estructural y de una acertada
estrategia de rehabilitación que defina los objetivos, y consecuentemente los sistemas y
procedimientos con base en los requerimientos de la estructura y las expectativas
planteadas para su uso o mejoramiento. Sobre estos temas cada vez se tiene mayor
conocimiento basado en la investigación y en la experiencia, el cual pone a nuestra
disposición nuevos materiales y técnicas para lograr que la rehabilitación sea efectivas y
durable, mas su difusión aún no está al alcance de todos los profesionales que –de alguna
manera- están relacionados o vinculados con el mantenimiento preventivo y correctivo de
las obras civiles.
El objetivo de este capítulo es brindar una guía conceptual de orientación de
procedimientos a los proyectistas, constructores y supervisores para llevar a cabo la
rehabilitación, que comprende la metodología para el análisis, estrategia y diseño de la
rehabilitación, así como la descripción de los diferentes sistemas y procedimientos de
reparación que nos permitan restablecer la capacidad resistente de una estructura con
soluciones duraderas. No pretende sustituir el estudio y diseño de un proyecto de
rehabilitación ni el juicio o criterio del profesional a su cargo.
Los principios básicos para establecer los procedimientos de rehabilitación demandan:
! conciencia del problema y conocimiento de cómo resolverlo,
! adecuada formación, actualización y experiencia práctica,
! cautela al definir técnicas y procedimientos por la libertad de trabajar en campo no
cubierto por normativa, y entraña una mayor responsabilidad que en casos
habituales, dado que su intervención se basa en el conocimiento del tema y en su
propio juicio.
6.1
DIAGNÓSTICO Y EVALUACIÓN ESTRUCTURAL
Previo a la decisión del tipo de rehabilitación de una estructura se debe hacer un
diagnóstico y una evaluación estructural. Sobre él diagnóstico el capítulo 2 “Orientación
para el Diagnostico”`deste manual presenta la orientación básica de cómo proceder, pero
siempre es aconsejable que una inspección y diagnostico sea realizado por un experto.
La evaluación estructural permitirá establecer la capacidad de la estructura en su estado
actual y real, y analizar la posibilidad de llevarla a una condición deseada. Ésta debe
realizarse por las siguientes razones:
a) para determinar la capacidad estructural y la integridad de la estructura o de sus
elementos. Posibles resultados:
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Procedimientos de Reparación
!
!
!
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la estructura o elementos son adecuados para el uso previsto,
la estructura o elementos son adecuados para las cargas actuales pero no para
el fin previsto, o
la estructura no es adecuada para las cargas actuales.
b) para evaluar problemas estructurales o provenientes de un uso inadecuado o no
previsto, sobrecargas, diseño inadecuado, defectos constructivos, etc.
c) para determinar la factibilidad de modificar la estructura para que cumpla con la
normatividad vigente,
d) para determinar la factibilidad de un cambio de uso de la estructura o de alguna
adaptación,
e) para determinar las acciones inmediatas para contrarrestar la condición que afecta la
seguridad o estabilidad de la estructura.
6.2
ANÁLISIS DE LA REHABILITACIÓN
El proceso para resolver un problema de deterioro en concreto incluye el análisis,
estrategia y diseño de la rehabilitación cuyas recomendaciones mas extensivas pueden
ser obtenidas en el capitulo 3 “Orientación para la Selección de la Intervención”.
La información necesaria para el análisis está constituida por los resultados del
diagnóstico (incluyendo la causa y efecto del deterioro) y de la evaluación de la capacidad
de la estructura, junto con la información relativa a las necesidades del
usuario/propietario y los requerimientos generales:
a) necesidades del usuario/propietario
! vida útil
! urgencia
! costo
! requerimientos de performance: protección, apariencia, capacidad de carga
! uso
! estética
! operación vs rehabilitación
b) requerimientos generales
! requerimientos estructurales
! efecto de la rehabilitación sobre la estructura
! constructibilidad
! medio ambiente
! seguridad
El proceso de análisis de la rehabilitación es justamente para precisar la función de la
rehabilitación, es decir, lo que se espera de ella.
6.3
ESTRATEGIA DE LA REHABILITACIÓN
En esta etapa se define el objetivo de la rehabilitación, luego de haber analizado las
diferentes alternativas sobre la base de una valoración técnica y económica, es decir, se
decide la conveniencia de reparar o modificar la estructura hasta llevarla a una condición
deseada.
Para efectos de un claro entendimiento en el uso de los términos: reparar y reforzar, se
aclara su significado:
!
reparar: reemplazar o corregir materiales, componentes o elementos de una
estructura deteriorados, dañados o defectuosos.
!
reforzar: Incrementar o restablecer la capacidad de una estructura o de una
porción de ella.
Es claro que la elección contempla tanto la operación actual de la estructura cuanto la
futura. De existir el requerimiento de reforzamiento, véase el capítulo 8 “Procedimientos
de Refuerzo” , donde se describen los métodos alternos para ello.
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Procedimientos de Reparación
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De ser factible reponer la estructura a su capacidad resistente original, aplicando criterios
de durabilidad, se podrán aplicar los procedimientos expuestos en el presente capítulo.
Objetivos de la reparación
!
Restaurar la seguridad y capacidad de la estructura restableciendo las
características previstas en el diseño y corrigiendo vicios de construcción
! Conferir atributos de durabilidad compatibles con la importancia de la estructura ,
el medio y la vida útil.
El concepto de reparación está ligado al de la protección conforme se detalla en él
capitulo 7 “Protección y Mantenimiento de Estructuras de Hormigón”
6.4
DISEÑO DE LA REPARACIÓN
El diseño final de la rehabilitación dependerá de la decisión que se haya optado de
reparar o reforzar. Cualquiera de éstas presentará una solución basada en
consideraciones de:
! capacidad estructural
! durabilidad
! constructibilidad
! compatibilidad con la estructura existente
! compatibilidad con el medio
Este diseño será representado mediante un proyecto de rehabilitación que debe incluir la
información siguiente:
! planos de reparación
! especificaciones técnicas
! detalles de refuerzo de estructuras
! detalles constructivos
! planos de la construcción original y toda información relativa a la obra y a la vida
en servicio de la estructura.
! procedimientos de control
! normativa
! sistema de protección
! recomendaciones para el mantenimiento futuro.
Los planos y especificaciones técnicas deberán tener consideraciones sobre la extensión
de la reparación, así mismo deben establecer claramente los materiales y procedimientos
a emplear. En conclusión, el diseño debe responder a las preguntas:
¿qué reparar? ¿cómo reparar?
6.5
!
!
!
!
PRINCIPALES PASOS EN LA REPARACIÓN DE ESTRUCTURAS
Preparación y limpieza del substrato conforme presentado en él capitulo 4
“Preparación del Substrato”
Tratamiento del acero de refuerzo conforme presentado nas Figs. 6.5.1 a 6.5.5
Garantia de la adhesión con el substrato conforme presentado en la Fig. 6.5.6
Protección conforme presentado en el capítulo 9 “Protección y Mantenimiento”
A seguir presenta-se gráficamente las Figuras correspondientes a la secuencia de todas
las etapas de los procedimientos recomendables.
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Figura 6.5.1Tratamiento del acero de refuerzo
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Figura 6.5.2 Reparación del acero de refuerzo por traslape
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Figura 6.5.3 Reparación del acero de refuerzo por soldadura
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Figura 6.5.4 Reparación del acero de refuerzo por soldadura
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Figura 6.5.5. Protección del acero de refuerzo
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Figura 6.5.6. Condiciones para la adherencia con él sustrato
6.6
PROCEDIMIENTOS DE COLOCACIÓN DEL MATERIAL DE REPARACIÓN
6.6.1 Encofrado y vaciado en sitio (Fig. 6.6.1)
Es uno de los métodos de reparación más empleados que consiste en la colocación de
un encofrado y el vaciado del material de reparación dentro del volumen o cavidad
preparada.
Uso
Se emplea, principalmente, en reparaciones profundas de superficies verticales.
Características del material
Con la fluidez necesaria para ser colocado dentro del encofrado.
De baja contracción.
Selección depende de las condiciones en sitio: performance vs. constructibilidad.
Características del encofrado
Las formas del encofrado deben proveer el acceso del material en la cavidad mediante
chutes o cachimbas, y la eliminación de burbujas de aire mediante tubos o
respiraderos.
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En caso de ser necesaria la colocación de un puente de adherencia, se debe preveer la
rápida colocación de las formas.
Colocación del material
La técnica de colocación del material es la misma que se practica en cualquier vaciado
de concreto convencional
La consolidación del material se logra a través de cualquiera de las siguientes
técnicas:
! Colocación del material con caída libre y vibrado interno (vibrador)
! Colocación del material y compactación con varilla
! Mediante vibración externa del encofrado
! Empleo de material fluido y autocompactable
La compactación debe remover el aire y proveer íntimo contacto con el sustrato de la
estructura existente.
Cuando el llenado completo es dificultoso, puede completarse la reparación con el
sistema dry pack.
Curado
Húmedo durante 7 días
Equipo y herramientas
Mezcladora
Vibrador/varilla/comba
Carretilla/recipientes
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Figura 6.6.1. Encofrado y vaciado en sitio
6.6.2 Encofrado y bombeo (Fig. 6.6.2)
Es un método de reparación que comprende la colocación de un encofrado y el
bombeo del material de reparación dentro del volumen o cavidad completamente
confinada por el encofrado y por el sustrato del concreto existente.
Uso
Se emplea en reparaciones profundas de superficies verticales y horizontales
sobrecabeza. Es una técnica alternativa a la del concreto lanzado y a la del agregado
precolocado y grouting.
Características del material
La técnica permite el uso de diferentes materiales de reparación que cumplan con el
requisito de ser bombeables. Pueden ser morteros o concretos de diferentes tamaños
de agregado.
De baja contracción
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Características del encofrado
Debe confinar totalmente la cavidad a reparar
Debe prever la instalación de tubos de ingreso del material y de ventilación o
respiraderos, así como de válvulas o dispositivos de cierre.
Colocación del material
!
!
!
!
La técnica de colocación consiste en el bombeo del material de reparación
dentro de la cavidad preparada.
La secuencia del bombeado es de vital importancia para asegurar el completo
llenado de la cavidad. En superficies verticales es desde los puntos bajos hacia
los altos, en superficies horizontales es desde un extremo hacia el otro
La consolidación del material se obtiene por la presión del bombeo.
Cuando la cavidad está completamente llena se cierran las válvulas.
Curado
Las formas del encofrado protegen el material de reparación durante el proceso de
curado por 7 dias.
Equipo y herramientas
Bomba para el transporte y colocación del material de reparación. El tipo de bomba
dependerá del diseño de mezcla, principalmente del tamaño de agregado.
Ventajas
!
!
!
!
!
Permite el empleo de diversos materiales: desde morteros de grano fino hasta
concreto de agregado grueso.
Su empleo no está limitado por la profundidad y/o extensión de la reparación ni
por el tamaño y densidad del refuerzo.
Provee una sección uniforme, sin segregación.
El material está soportado por el encofrado durante la colocación y curado.
Permite el encapsulamiento total de las barras de refuerzo.
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Figura 6.6.2. Encofrado y bombeo
6.6.3 Dry Packing, empaquetamiento seco (Fig. 6.6.3)
Es un método de colocación del material de reparación, aplicado en forma manual,
mediante el apisonamiento de capas sucesivas dentro del volumen o cavidad
preparada.
Uso
Se emplea en reparaciones pequeñas y profundas, en posición vertical y horizontal
sobrecabeza.
Características del material
!
!
!
Mortero o concreto de slump cero o casi cero
Consistencia seca: que permita ser moldeado como una bola cohesiva sin
excesiva humedad
Contracción compensada, buena adherencia, elevada resistencia, baja
permeabilidad.
Colocación del material
!
!
!
!
!
Se aplica la primera capa ejerciendo presión contra el sustrato y el encofrado.
El espesor de la capa debe ser como máximo el especificado por el fabricante.
Se compacta con doble propósito.
Densificar el material
Proveer adherencia a través del íntimo contacto con el concreto existente.
Se aplica la siguiente capa, se compacta y así sucesivamente hasta llenar la
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cavidad
Curado
Húmedo durante 7 días
Equipos y herramientas
!
!
!
!
Mezcladora mecánica
Herramienta dura para apisonar
Martillo o comba
Frotacho
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Figura 6.6.3. Dry Packing, empaquetamiento seco
6.6.4 Agregado precolocado y grouting (Fig. 6.6.4)
Es un método de colocación del material de reparación a través de dos pasos, la
colocación del agregado grueso en la cavidad y el llenado posterior con grout.
Uso
Se emplea principalmente en reparaciones profundas de superficie verticales.
Características del material
!
!
El agregado grueso debe ser lavado, libre de finos o partículas que inhiban la
adhesión
El grout o concreto líquido debe ser muy fluido
Características del encofrado
!
!
Debe confinar totalmente la cavidad a reparar
Debe proveer el acceso del grout en la cavidad y la eliminación de burbujas de
aire mediante la instalación de tubos roscados y válvulas.
Colocación del material
!
!
!
!
Colocación del agregado grueso, previamente lavado, dentro de la cavidad
hasta tener una relación de vacíos del orden del 40 a 50%.
Bombeado del grout muy fluido, desde el punto más bajo, llenando los espacios
entre agregados en un proceso progresivo hasta llenar toda la cavidad.
Si la extensión de la reparación demanda de la instalación de mayor número de
puertos, se bombea desde el 1º puerto más bajo hasta que el grout fluya hasta
el 2º puerto, se desconecta el 1º puerto y se reconecta la bomba en el 2º
puerto y así sucesivamente. El proceso continúa hasta que la cavidad esté llena
y presurizada.
La consolidación del material se obtiene por la presión del bombeo.
Curado
Las formas del encofrado protegen el material de reparación durante el proceso de
curado. Si se desencofra antes de los 7 días, curar vía húmeda o con membrana de
curado químico.
Equipo
Bomba para el transporte y colocación del grout.
Ventajas
El método provee un material de reparación de baja contracción de secado debido al
contacto entre los agregados
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Figura 6.6.4. Agregado precolocado y grout
6.6.5 Concreto Lanzado vía seca (Fig. 6.6.5)
Es un método de colocación del material de reparación el cual - por medios
neumáticos- es proyectado a alta velocidad sobre el sustrato de la estructura
existente. Este método comprende el premezclado y transporte del aglomerante y los
agregados en seco, la mezcla con agua en la boquilla y el lanzamiento del producto
final sobre el sustrato preparado.
Uso
Se emplea en reparaciones superficiales y estructurales (profundas), tanto en
superficies verticales e inclinadas como en horizontales.
Características del material
!
Concreto o mortero con aditivos
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!
!
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Requiere del uso de aditivos para mejorar la trabajabilidad y performance del
concreto lanzado; ejemplo, el sílice fume y él Metacaulim mejora las
propiedades de adhesión y cohesión del concreto permitiendo la colocación de
mayores espesores, incrementa la resistencia a la flexión y compresión, así
como la durabilidad frente al ataque químico y efecto hielo-deshielo.
Debe evitarse el uso de aceleradores químicos donde no sean absolutamente
necesarios debido a que causan un incremento en la contracción por secado.
Colocación del material
La técnica de colocación comprende los pasos siguientes:
! Premezclado del aglomerante y los agregados (fibras u otras adiciones)
!
Transporte - por aire comprimido - del premezclado a través de la manguera
hacia la boquilla.
! Mezcla - en la boquilla - del agua y acelerante con el aglomerante y agregados,
y lanzamiento del material sobre la superficie preparada de concreto.
! Si el espesor de reparación es grueso, la colocación es por capas.
Curado
Curar vía húmeda durante 14 días o aplicar membrana con pistola. Proteger los
primeros 2 días de la irradiación solar.
Equipo
!
!
Máquina para shotcrete - ver esquemas
Compresor
Desventajas
!
!
!
No mantiene una relación constante agua/cemento ya que en la aplicación de
agua, interviene el criterio del operador.
El rebote irregular ocasiona una estructura de mezcla de gradación discontinua
y presencia de vacíos o bolsas de arena detrás del refuerzo.
Típicamente se produce fisuramiento por contracción causado por el alto
contenido del cemento, curado inapropiado o contenido excesivo de agua.
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Figura 6.6.5. Concreto lanzado via seca
6.6.6 Concreto lanzado vía húmeda (Fig. 6.6.6)
Es un método de colocación del material de reparación, el cual - por medios
neumáticos- es proyectado a alta velocidad sobre el sustrato de la estructura
existente. Este método comprende: el premezclado y transporte de todos los
materiales; aglomerante, agregados, aditivos y agua, el ingreso del acelerante en la
boquilla (si fuera necesario) y la propulsión del producto final sobre el sustrato.
Uso
Se emplea en reparaciones superficiales y estructurales (o profundas), tanto en
superficies verticales e inclinadas como en horizontales.
Características del material.
!
!
!
Concreto o mortero con aditivos
Requiere del uso de aditivos; ejemplo: el sílica fume y las fibras mejoran la
durabilidad.
Debe evitarse el uso de aceleradores químicos donde no sean absolutamente
necesarios debido a que causan un incremento en la contracción por secado.
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Colocación del material
La técnica de colocación comprende los pasos siguientes:
!
!
!
!
Premezclado de todos los ingredientes, excepto aceleradores, estos son:
aglomerante + agregados + aditivos + agua.
El premezclado es transportado por la bomba a través de la manguera hacia la
boquilla donde ingresa el acelerante (si es necesario) y se introduce el aire
comprimido.
La mezcla es proyectada sobre el sustrato de la estructura existente.
Si el espesor de reparación es grueso, la colocación es por capas.
Curado
Curar vía húmeda durante 14 días o aplicar membrana con pistola. Proteger los
primeros 2 días de la irradiación solar.
Equipo
!
!
Maquina para shotcrete
Compresor
Ventajas sobre el concreto lanzado - vía seca:
!
!
!
!
Hay control sobre el agua, consistencia y dosaje.
Reducción del rebote
Disminución de la dispersión en resistencia.
Menor consumo de cemento y menor contracción.
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Figura 6.6.6. Concreto lanzado via húmeda
6.6.7 Inyección de fisuras y/o grietas (Fig. 6.6.7)
Es un método de colocación del material de reparación que consiste en inyectar fisuras
y/o grietas inactivas en concreto con un material adhesivo de baja viscosidad que al
solidificarse permita recuperar las propiedades de la estructura.
Uso
Se emplea en la reparación de fisuras y/o grietas, superficiales y profundas (no
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pasantes y pasantes), ya sea en superficies horizontales o verticales, cualquiera sea su
posición.
Características del material
Inyección:
! Los adhesivos más usados para este tipo de reparación son las resinas epóxicas
y metacrilatos.
! Deben ser de baja viscosidad e inyectable
! No son aplicables a temperaturas mayores a 30º C.
! Sello:
!
Complementariamente al material de inyección se emplea un adhesivo para
confinar la resina en la grieta y fijar los tubos de inyección.
Preparación de la superficie
!
!
!
Superficie sana y limpia mediante chorro de agua a presión o arenado, luego
aire a presión
Superficie seca, o saturada superficialmente seca
Limpieza del interior de la grieta con agua y aire a presión después de colocar
el sello superficial
Fijación de boquillas y sello superficial
!
!
!
Colocar boquillas en la superficie, a lo largo de la grieta. Si es pasante, por
ambas caras.
Sellar superficialmente toda la longitud de la grieta
Verificar -mediante aire comprimido- la comunicación entre boquillas.
Aplicación del material de reparación
!
!
!
!
!
Inyectar el material al interior de la grieta, a presión constante
Comenzar por el punto de entrada más baja de cada grieta y continuar hasta
que el material aflore- por el punto adyacente.
Cerrar el primer punto de iniciar la inyección en el siguiente hasta que el
material vuelva a florar en el próximo punto.
Si la grieta es pasante, verificar que el material aflore por el punto opuesto más
próximo. Cerrar este punto y seguir inyectando. Si no aflora por el punto
opuesto, se inyectará por ambas caras.
Continuar la secuencia hasta completar la reparación.
Acabado
Luego de que haya curado el material de inyección se retira el sello con disco y se da
la terminación con mortero polimérico de baja contracción base cemento.
Equipos y herramientas
!
!
Taladro de paleta de baja revolución .
Equipo e inyección: pistola manual, jeringa o sistema de aire comprimido
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Figura 6.6.7. Inyeccion de fisuras y grietas
6.6.8 “Grout” en reparaciones sumergidas (Fig. 6.6.8)
Es un método de reparación de pilotes que comprende la colocación de un encofrado
hermético y el bombeo de un grout en la zona sumergida en agua.
Uso
Se emplea en reparaciones de pilotes inmersos en agua, frecuentemente en la zona de
splash la cual está sometida a ciclos de humedad -secado, ataque químico y abrasión.
También se aplica en reparación de pilotes fisurados, previo tratamiento localizado de
las fisuras.
Características del material
!
!
Debe ser de elevada resistencia, fluido, baja relación a/c, baja permeabilidad.
Demanda el uso de aditivos.
La técnica permite el uso de grout o concreto líquido
Características del encofrado
!
Las formas del encofrado consisten en dos grandes piezas rígidas que permiten
envolver al pilote previendo un aumento de su sección. Estas se habilitarán de
manera de preveer el cerramiento hermético del encofrado.
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Procedimientos de Reparación
!
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En la parte inferior del encofrado se instalará un tubo y una válvula para el
ingreso del grout.
Preparación de la superficie
Remover el concreto dañado y dejar el sustrato sano y rugoso.
Colocación de la armadura
La armadura alrededor del pilote permitirá la integración del mayor recubrimiento.
Colocación del material
Colocación de la armadura. La armadura alrededor del pilotes permitirá la integración
del mayor recubrimiento.
Desencofrado
El tiempo de desencofrado dependerá del material empleado, mas nunca será menor
de 48 horas.
Equipo
Bomba para el transporte y colocación del material de reparación.
Ventajas
Este método tiene ventajas en cuanto a calidad y durabilidad de la reparación sobre
los métodos que utilizan encofrados permeables o sobre aquellos que colocan el
concreto por gravedad.
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Figura 6.6.8. Grout en reparaciones submergidas
6.6.9 Sobrecapas – “overlays” (Fig. 6.6.9)
Es un método de reparación de estructuras mediante la colocación de un material
superpuesto que permite resolver una variedad de problemas en la superficie de
concreto.
Se utiliza para mejorar el drenaje y la superficie de rodadura, aumentar la capacidad
de carga, para proteger el concreto de ambientes agresivos y finalmente resolver
problemas de deterioro de la superficie de concreto.
Uso
Se emplea en reparaciones superficiales generalizadas, en losas o plataformas de
concreto, de puentes y pavimentos en general.
Características del material
!
!
!
La técnica permite el uso de diferentes materiales y de diversos espesores. Los
rangos de espesores más usados son de 4 mm a 8 mm.
Los materiales comúnmente usados son concreto de cemento Portland con una
relación baja de a/c y concretos de cemento Portland modificados con látex o
microsílice.
Se permite espesores menores de 3mm cuando se aplica morteros poliméricos
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o morteros poliméricos modificados. El más común es el epóxico el cual se
combina con arena graduada para formar un mortero.
Colocación del material
!
!
!
Previo a la colocación del material se debe hacer un tratamiento de la superficie
que promueva la adherencia con el concreto existente. Esta se consigue a
través de un picado, escarificado o cincelado.
La colocación del material de reparación se hará en conformidad con las
especificaciones del fabricante, dando especial atención a las técnicas de
vaciado para prevenir problemas de fisuramiento, contracción plástica,
segregación, falta de adherencia y falta de consolidación.
La mayoría de aplicaciones no requieren refuerzo adicional, más se usan fibras
para mejorar sus propiedades como resistencia al impacto y disminuir la
contracción plástica.
Equipo
!
!
martillo neumático
fresa escarificadora (milling machine)
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Figura 6.6.9. Sobrecapas, “overlays”
6.6.10
Aplicación manual (Fig. 6.6.10)
Es un método de reparación de aplicación manual con materiales sin desprendimiento,
o dicho en otros términos, que no se descuelguen.
Uso
Se emplea en reparaciones superficiales y localizadas que no comprometan el acero de
refuerzo, principalmente en posición horizontal sobrecabeza.
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Características del material
!
!
Mezclas especiales de cemento, agregados finamente graduados, filler, sistemas
de contracción compensada y agua.
El diseño de mezcla debe permitir que el material permanezca fijado al sustrato
hasta recibir las siguientes capas, y debe promover la adherencia entre las
capas siguientes.
Colocación del material
!
!
!
La mezcla se aplica sobre la superficie preparada, manualmente o con badilejo.
Se aplica la primera capa presionando contra el sustrato para que el material de
reparación ingrese en los poros del concreto existente.
Se raya cada capa para favorecer la adherencia con la siguiente capa, y así
sucesivamente hasta llenar la cavidad.
Curado
Húmedo durante 7 días.
Herramientas
Badilejo
Figura 6.6.10. Aplicación manual
6.7
PROCEDIMIENTOS DE REPARACIÓN
6.7.1 Reparaciones superficiales localizadas (Fig. 6.7.1)
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Figura 6.7.1. Reparaciones superficiales localizadas
6.7.2 Reparaciones superficiales generalizadas (Fig. 6.7.2)
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Figura 6.7.2. Reparaciones superficiales generalizadas
6.7.3 Reparaciones profundas localizadas (Fig. 6.7.3 y 6.7.4)
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Figura 6.7.3. Reparaciones profundas localizadas
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Figura 6.7.4. Reparaciones profundas localizadas
6.7.4 Reparaciones profundas generalizadas (Fig. 6.7.5 a 6.7.13)
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Figura 6.7.5. Reparaciones profundas generalizadas
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Figura 6.7.6. Reparaciones profundas generalizadas
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Figura 6.7.7. Reparaciones profundas generalizadas
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Figura 6.7.8. Reparaciones profundas generalizadas
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Figura 6.7.9. Reparaciones profundas generalizadas
Figura 6.7.10. Reparaciones profundas generalizadas
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Figura 6.7.11. Reparaciones profundas generalizadas
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Figura 6.7.12. Reparaciones profundas generalizadas
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Figura 6.7.13. Reparaciones profundas generalizadas
6.7.5
Reparación de pilotes mediante encamisetado (Fig. 6.7.14 y
6.7.15)
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Figura 6.7.14. Reparación de pilotes mediante encamisetado
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Figura 6.7.15. Reparación de pilotes mediante encamisetado
6.7.6 Fisuras y/o grietas sin movimiento (Fig. 6.7.16)
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Figura 6.7.16. Fisuras y/o grietas sin movimiento
6.7.7 Detalle de empalmes por traslape (Fig. 6.7.17)
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Figura 6.7.17. Detalle de empalmes por traslape
6.7.8 Detalle de empalmes por soldadura (Fig. 6.7.18)
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Figura 6.7.18. Detalle de empalme por soldadura
6.7.9
Detalle de anclaje – sistema de anclaje adhesivo (Fig. 6.7.19)
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Figura 6.7.19. Detalle de anclaje – sistema de anclaje adhesivo
6.7.10
Detalle distribución de armadura (Fig. 6.7.20)
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Figura 6.7.20. Detalle distribución de armadura
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CAPÍTULO 07
PROCEDIMIENTOS DE REPARACIÓN Y
PROTECCIÓN DE ARMADURAS
Autores
Arlindo Gonçalves
Carmen Andrade
Marta Castellote
INTRODUCCIÓN
E
n este capítulo se presenta un pequeño resumen del fenómeno de la corrosión de
armaduras en las estructuras de hormigón, seguido de todas las formas conocidas y
consagradas de reparación y protección de armaduras conforme presentado en la
Figura 7.1.
Figura 7.1. Sistemas de protección y reparación de la corrosión de armaduras de estructuras de hormigón
Sobre la protección de armaduras de forma indirecta, a través de revestimientos
superficiales aplicados sobre los concretos, se presenta en el capítulo 8 “Protección y
Mantenimiento de Estructuras de Hormigón”, los procedimientos adecuados para
intervención.
7.1
TÉCNICAS O MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS DE PROTECCIÓN
Las técnicas electroquímicas de protección/reparación de estructuras dañadas por
corrosión de armaduras son tres: Protección catódica (PC), Extracción electroquímica de
cloruros (EEC) y Realcalinización (RAE), conforme Figura 7.1.1.
De estas tres técnicas, la protección catódica es la más antigua, habiéndose utilizado
ampliamente para estructuras de acero en agua (barcos, plataformas petrolíferas) así
como enterradas (tuberías). Sus principios se conciben en el siglo XIX, pero no
comienza a aplicarse a estructuras de hormigón armado hasta 1955 (estructuras
sumergidas o enterradas). A principio de los años 70 se comienza a utilizar para
estructuras aéreas, y en los años 90 pasa a ser utilizada con carácter preventivo
(prevención catódica) [1]. La protección catódica está regulada y normalizada en varios
países [2-4]. En el año 2000, se publicó una norma europea sobre ese tema, la EN 12696
[5].
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Figura 7.1.1. Esquema general de las técnicas electroquímicas
La extracción electroquímica de cloruros, EEC (ver Figura 7.1.2), y la realcalinización, RAE
(vide Figura 7.1.3), son métodos más recientes, que se están desarrollando en la
actualidad. La aplicación de estas técnicas se basa en el concepto de eliminar la causa
que está produciendo la corrosión de las armaduras; es decir, los cloruros o la reducción
de pH en el entorno del acero.
En lo que respecta a la EEC, no existen normas que la regulen, pero la Federación
Europea de Corrosión publicó en 1998 un completo estado del arte [6], siendo también
destacable el trabajo que se encuentra en [34].
Figura 7.1.2. Esquema de la extracción eletroquimica de cloruro
En cuanto a la realcalinización, en la actualidad CEN está elaborando un borrador de
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norma europea [7]. Además de estas normas, en la acción europea COST Action 521 [8],
se ha elaborado un completo documento final acerca de las tres técnicas electroquímicas,
que cubre la mayor parte de los aspectos involucrados en las mismas.
7.1.1 Fundamentos
El principio de estas técnicas consiste en la aplicación de corriente continua entre la
armadura (conectada al polo negativo de la fuente de tensión, o cátodo) y un
electrodo auxiliar externo (que actúa como ánodo), tal como se muestra en la Figura
7.1.4
Figura 7.1.3. Esquema de la realcalinización eletroquimica
Dada la naturaleza de las matrices de base cemento, con su compleja microestructura
constituida por un entramado poroso conteniendo una fase acuosa rica en iones, éstas
se comportan eléctricamente como un conductor, respondiendo a la presencia de un
campo eléctrico como si los iones que confinan estuvieran en disolución. Así, los iones
positivos se desplazan hacia el electrodo negativo, mientras los iones negativos lo
hacen en sentido opuesto.
Además de la aceleración y direccionamiento de los iones, al aplicar un campo
eléctrico, también hay que considerar la polarización de las armaduras y las reacciones
electródicas: Si el ánodo es un metal poco noble, (por ejemplo el Fe), se oxida, dando
lugar a sus especies en disolución. Si por el contrario, es un metal noble, se produce
la oxidación de especies presentes en el electrolito, por ejemplo formación de Cl2, o la
hidrólisis del agua. En el cátodo, es decir, en la armadura de la estructura, se lleva a
cabo la reducción de sus propios óxidos, de especies presentes en el electrolito
(oxígeno) o la hidrólisis del agua, originando iones OH-.
Por otra parte, al aplicar un campo eléctrico al hormigón puede tener lugar el
fenómeno electrocinético de electroósmosis por el que, dada la carga negativa de las
paredes de los poros de las matrices de base cemento, se establece un flujo de líquido
desde el polo positivo al negativo cuya magnitud depende del tipo de matriz, del
electrolito externo y del campo eléctrico aplicado.
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Figura 7.1.4. Esquema de funcionamiento de las técnicas
de reparación electroquímicas
Así, en este tipo de técnicas, el mecanismo de acción, viene dado por distintos
fenómenos: En el caso de la protección catódica, el fundamento del método consiste
en situar el potencial de la armadura por debajo del potencial de picadura, es decir, en
la zona de inmunidad del diagrama de Pourbaix [9] conforme Figura 7.1.5, lo que se
consigue mediante un flujo de corriente, que se mantiene durante toda la vida de la
estructura.
En el caso de la extracción de cloruros, el fundamento del método radica en la
eliminación de los agentes agresivos ya que, los iones cloruro, cargados
negativamente, son atraídos hacia el electrodo externo (ánodo cargado positivamente)
por la acción del campo eléctrico, además del incremento de alcalinidad debido a la
reacción catódica.
En el caso de la realcalinización, el objetivo del tratamiento consiste en la restauración
de la alcalinidad del hormigón alrededor de las armaduras, de forma que éstas se
repasiven, como consecuencia de la hidrólisis del agua en el cátodo y el
establecimiento de un flujo electroosmótico que introduce los iones carbonato desde la
solución externa hacia la armadura.
Un esquema de los diferentes procesos que tienen lugar al aplicar un campo eléctrico
al hormigón, así como el fundamento de cada una de las técnicas se muestra
esquemáticamente en la Figura 7.1.6.
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Figura 7.1.5. Diagrama de Pourbaix para el hierro
Figura 7.1.6. Representación esquemática de los diferentes procesos que tienen lugar al aplicar un campo
eléctrico al hormigón, así como el fundamento de cada una de las técnicas electroquímicas de reparación
Así, aunque el fundamento de actuación sea distinto, estas técnicas presentan muchos
aspectos en común, fundamentalmente en lo que respecta a su aplicación, por lo que
pueden tratarse de forma conjunta. Las principales diferencias entre ellas radican en
la densidad de corriente aplicada y duración del tratamiento, tal como se refleja en la
Tabla 7.1.1.
Tabla 7.1.1. Características de las distintas técnicas o métodos electroquímicos
protección
catódica
polarización de las
extracción
electroquímica de
cloruros
realcalinización
electroquímica
restauración de la
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detiene la
corrosión por
armaduras hasta
potencial de
inmunidad
eliminación de los
agentes agresivos
alcalinidad perdida
en el entorno de la
armadura
duración del
tratamiento
permanente
4 a 10 semanas
1 a 2 semanas
densidad de
corriente típica
10 mA/m2
0.8 a 2 A/m2
0.8 a 2 A/m2
7.1.2 Aspectos Prácticos Previos al Tratamiento
Antes de proceder a realizar un tratamiento electroquímico, es necesario asegurar que
la estructura no está dañada desde un punto de vista estructural. Si lo estuviera,
habría que reconsiderar el tratamiento después de acometer una reparación
estructural, o sea, no puede tener fisuras, ni armaduras expuestas, todo debe estar
arreglado previamente.
Si no lo está, hay que llevar a cabo una inspección de preparación al tratamiento, que
entre otros debe cubrir los siguientes puntos:
Continuidad eléctrica de las armaduras
Hay que garantizar que existe continuidad eléctrica entre las armaduras. Si quedasen
armaduras desconectadas, éstas no estarían protegidas y podrían corroerse
dramáticamente por formación de macropilas. Si es necesario, hay que establecer
conexiones adicionales entre las armaduras.
Continuidad electrolítica del hormigón
El hormigón debe proporcionar la continuidad electrolítica para el establecimiento del
circuito de corriente. Por tanto, no debe tener fisuras de gran tamaño, delaminaciones,
coqueras o parches de otras reparaciones (de muy diferente resistencia eléctrica) que
darían lugar a un flujo de corriente no uniforme. De existir tales problemas, es
necesario proceder a su reparación antes de comenzar los tratamientos. Además,
antes de aplicar cualquiera de estos métodos, es necesario llevar a cabo una limpieza
de la superficie de hormigón para eliminar cualquier resto de polvo o grasa.
Espesor del recubrimiento
Es necesario conocer el espesor del recubrimiento así como su uniformidad. Un
espesor no uniforme dará lugar a un flujo de corriente igualmente heterogéneo.
Existencia de áridos potencialmente reactivos (reacción árido-álcali)
Dado que estos métodos electroquímicos van a incrementar la alcalinidad del
hormigón, podrían activar la reacción árido álcali si los áridos de la matriz son
reactivos, sobre todo en el caso de EEC y RAE [10,11]. Por ello, se recomienda el
establecer la potencial reactividad de los áridos y desaconsejar estos tratamientos
caso de que resulten reactivos.
Tipo de acero por riesgo de fragilización por hidrógeno
Al actuar la armadura de cátodo, tiene lugar el desprendimiento de hidrógeno por
hidrólisis del agua, lo que conlleva riesgo de fragilización del acero, fundamentalmente
en el caso de pre y postensado. Por ello, para estos tipos de acero, se desaconseja la
aplicación de EEC y RAE. En el caso de PC, la polarización es mucho menor, por lo que
se considera que el tratamiento es seguro siempre que el potencial se mantenga más
positivo que –900 mV Ag/AgCl [5].
Contenido y distribución de cloruros
En el caso de realizar un tratamiento de EEC, es necesario verificar el contenido y
distribución de los cloruros para establecer el estado inicial de la estructura y
determinar posteriormente la eficiencia de la extracción, así como para asegurar que
los cloruros no fueron añadidos en el momento del amasado, ya que si éste fuera el
caso, se desaconsejaría este tratamiento, recomendándose la utilización de PC [12].
Para ello, se extraerá al menos un testigo y se determinará el perfil de cloruros.
Asímismo, se aconseja la realización de una simulación del resultado del tratamiento
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con objeto de determinar los parámetros óptimos y la duración del mismo, según el
modelo descrito en [13].
Profundidad y distribución de carbonatación
En el caso de realizar un tratamiento de RAE, es necesario determinar la profundidad
de carbonatación en varios puntos de la estructura, con el fin de establecer el estado
inicial de la misma y determinar posteriormente la eficiencia de la realcalinización.
Ensayo previo (para EEC y RAE)
La eficacia de este tipo de tratamientos depende de las características de la matriz, de
la distribución de los perfiles de cloruros y pH y de la densidad de corriente pasada.
Otro parámetro determinante, en el caso de EC, es el número de transporte de los
iones cloruro [34, 37-39], es decir, la fracción de la carga pasada transportada por
ellos.
Conforme progresa el tratamiento, debido a la generación de OH en el cátodo, el nº de
transporte de los iones cloruro disminuye, por lo que la eficacia del mismo baja. En lo
que respecta a la realcalinización, el éxito del tratamiento se postula que se basa en
que tenga lugar la electroósmosis, ya que en ese caso tiene lugar la formación de un
tampón que impide la carbonatación posterior.
Como ya se ha comentado, estos tratamientos son experimentales, por ello, antes de
aplicarlos a toda la estructura, se recomienda realizar una prueba a escala de
laboratorio (con un testigo extraído de la misma) o a escala de planta piloto (sobre la
propia estructura en una pequeña superficie), de forma que se pueda establecer la
densidad de corriente apropiada, eficiencia del método para ese tipo concreto de
hormigón y tiempo estimado de tratamiento.
De no poderse realizar un experimento previo, existen modelos en la bibliografía que
permiten el predecir los perfiles residuales a distintas densidades de carga pasadas así
como el tiempo óptimo de tratamiento [13]. El ensayo posterior que establece el
criterio de aceptación del tratamiento se detalla en la secuencia.
7.1.3 Ejecución
En la ejecución de estos tratamientos, son parámetros clave el ánodo, el electrolito, la
fuente de tensión y/o corriente, el sistema de control y la extensión de las zonas a
tratar.
Ánodo
El ánodo debe suministrar la corriente requerida y garantizar una correcta distribución
de la misma a lo largo de las armaduras que se van a tratar. En general, el ánodo
debe [8] adherirse a la superficie del hormigón, ser aplicable a distintos tipos de
superficies (en horizontal, vertical, curva, etc...).
Para cada una de las técnicas, las peculiaridades a considerar son:
Protección catódica
En este caso la instalación es permanente, por tanto los ánodos deben ser durables,
no añadir una carga adicional importante y no suponer un cambio en la estética de la
estructura.
Los sistemas anódicos pueden ser:
!
Por corriente impresa
Una malla ajustada a la superficie de la estructura y cubierta con una capa de
material cementante. La más utilizada es la de titanio activado: Es muy durable
(entre 25-100 años de servicio) y proporciona una densidad de corriente máxima
de 100 mA/m2.
Una capa conductora y electroactiva (pintura) cubriendo la superficie. La principal
ventaja de este tipo de ánodo es que no requiere una capa cementicia adicional y
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que se aplica fácilmente para todo tipo de superficies. Proporciona una densidad
de corriente máxima de aproximadamente 30 mA/m2 y su vida en servicio podría
llegar a ser de hasta 10-15 años [8].
!
Por ánodo de sacrificio
Son sistemas mucho más simples. Su principal desventaja radica en el hecho de al
presentar el hormigón una resistencia eléctrica elevada, su eficiencia no siempre
está garantizada.
Los más utilizados son:
a) Capas termodepositadas por spray de Zn y Al así como de aleaciones de Al.
b) Ánodos de sacrificio colocados en orificios practicados a lo largo de la
estructura que posteriormente se cubren con material cementante.
Extracción electroquímica de cloruros y realcalinización
Para la aplicación de estas técnicas o métodos se utiliza corriente impresa, empleando
malla de titanio activado o incluso acero al carbono, que se consume por corrosión en
el tratamiento. En este último caso, el hormigón puede quedar manchado por óxido,
que luego habrá que limpiar. A diferencia del caso de protección catódica, con
instalación permanente, en este caso los ánodos no se cubren con una capa de
material cementante, sino que se introducen en un electrolito.
En el caso de EEC, el electrolito suele ser agua del grifo o disolución alcalina, mientras
en realcalinización se utiliza una disolución 1 M de Na2CO3. Este electrolito puede
estar impregnando pulpa de celulosa, que se deposita en la superficie mediante
proyección, o directamente en “piscinas” selladas a la superficie del hormigón.
Fuentes de tensión/corriente
En este tipo de tratamientos, la corriente eléctrica se suministra normalmente
mediante transformadores, que permiten, a partir de corriente alterna de red, obtener
corriente continua a bajo voltaje. Es importante un sistema de control que permita
mantener constante la corriente suministrada (diferente dependiendo del tratamiento)
durante largos periodos de tiempo. Recientemente, para el caso de protección catódica
se están utilizando fuentes de energía solar o eólica.
7.1.4 Sistemas de control
El sistema de control de PC es diferente del de EEC y RAE debido a tratarse de un
sistema permanente que queda incorporado a la estructura. Así, se tratarán por
separado estos dos grupos de métodos:
Protección catódica
Durante la aplicación de protección catódica, es necesario un sistema de control que
asegure una protección suficiente evitando la sobreprotección. Para ello, se deben
realizan medidas periódicas de potencial de las armaduras con respecto a electrodos
de referencia que se embeben en el hormigón en el momento de instalación del
sistema. Los electrodos más utilizados son el de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl/KCl0.5 M) dióxido de manganeso (Mn/MnO2/KOH-0.5 M). El control también puede
llevarse a cabo mediante testigos de despolarización, normalmente de titanio activado
o grafito [5].
El criterio de control más utilizado es llamado “de despolarización” (amortiguamiento
de la corriente): las condiciones de protección se cumplen si se mide una caída de
potencial de al menos 100 mV, a partir del potencial de desconexión instantánea, en
un periodo entre 4 y 24 horas [2,5]. El potencial de desconexión se mide entre 0.1 y 1
segundos después de desconectar la corriente de protección.
En algunos casos, como en zonas sumergidas o en carrera de marea, puede ser más
conveniente adoptar un criterio de potenciales absolutos. Así, la estructura estaría
protegida cuando el potencial es más negativo de –720 mV con respecto a Ag/AgCl
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[5]. Para evitar sobreprotección, el potencial no debería bajar de –1100 mV Ag/AgCl
para armaduras ordinarias o de –900 mV para acero de pretensado. Una
despolarización mayor de 250mV es indicativa de sobreprotección [5]. Estas
condiciones se resumen en la Tabla 7.1.2.
Tabla 7.1.2. Criterios de potenciales de protección y límites en PC
Acero ordinario
Potencial
protección
típico
Potencial límite
de
Acero de pretensado
–720 mV (Ag/AgCl)
–720 mV (Ag/AgCl)
–1100 mV (Ag/AgCl)
–900 mV (Ag/AgCl)
Extracción de Cloruros y Realcalinización
Durante la aplicación de estos tratamientos es necesario llevar un control del sistema
para garantizar los resultados deseados. Así, es necesario asegurar en todo momento
la presencia de electrolito, o la suficiente humedad en la pulpa de celulosa para
garantizar la conexión eléctrica del sistema. Asimismo, es necesario un control sobre
la densidad de corriente aplicada (indicativa de posibles fugas de líquido,
cortocircuitos, etc) y el aseguramiento de que el potencial necesario para suministrarla
no implica riesgos para los trabajadores.
7.1.5 Extensión de las zonas a tratar
Para este tipo de tratamientos, se denomina “zona” la parte de la estructura con su
propio sistema anódico, fuente de tensión/corrriente y sistema de control. Cuanto
menores son las zonas, más sencillo se hace el sistema de control y la comprobación
de la ausencia de cortocircuitos. Además, si en una estructura existen partes que
necesitan diferentes densidades de corriente o con diferencias importantes de
resistividad, se dividen en zonas separadas.
En Extracción de cloruros y Realcalinización, como norma general, no se recomienda
que las zonas tengan una extensión mayor de 100 m2. (Foto 7.1.1)
Foto 7.1.1. Extracción de cloruros: aplicación del electrólito sobre la malla metálica (STAP)
7.1.6 Finalización del tratamiento: criterios de aceptación
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Como ya se ha comentado, la protección catódica es un tratamiento permanente que
queda integrado en la estructura hasta el fin de servicio de la misma. Sin embargo, la
EEC y RAE son tratamientos puntuales que finalizan cuando se han alcanzado los
objetivos del mismo. A este respecto cabe señalar que dada la novedad de este tipo
de métodos se pueden considerar en cierto sentido como métodos experimentales, y
sobre ellos se sigue investigando para establecer los parámetros óptimos, así como los
adecuados criterios de aceptación.
En el caso de EEC, no existen normas que fijen los criterios de aceptación. Por tanto,
los mismos serán determinados por el propietario de la estructura conjuntamente con
el responsable de la aplicación del tratamiento. En principio, el proceso de EC
terminaría cuando los cloruros residuales, analizados sobre testigos tomados a
intervalos regulares, estén dentro de límites aceptables, que según las normas
vigentes en la actualidad deberían ser inferiores al 0.4%, en peso de cemento. Hay
que señalar que dado que la eficacia del tratamiento disminuye conforme éste
progresa, llega un punto en el que por más tiempo que se esté aplicando el campo
eléctrico la concentración de cloruros no disminuye. Si los perfiles residuales
resultantes no son satisfactorios para la paralización de la corrosión, es necesario
esperar hasta redistribución de los iones en la matriz y aplicar una segunda etapa de
extracción.
En cuanto a la realcalinización, el borrador de la CEN publicado en el 2000 señala
como criterio de aceptación y finalización del tratamiento el paso de una carga total de
200 A h/m2 [7]. Sin embargo, varios autores señalan que esa cantidad de carga
pasada puede ser insuficiente para según qué hormigones [14-16], con lo que ese
criterio sin más no sería aplicable. El criterio más comúnmente utilizado es el de la
toma de testigos y determinación del frente de carbonatación residual, mediante spray
de fenoftaleína (cambio de color a pH 9). Algunos autores [14] señalan asimismo que
es más apropiado el uso de Timolftaleína, cuyo cambio de pH tiene lugar en los
alrededores de 10.
Es decir, en EEC y RAE, la base para detener el tratamiento la dará los resultados que
arrojen los ensayos de cloruros y pH en testigos sacados después del proceso.
Otro criterio de aceptación que se puede adoptar, tanto para EEC como para RAE, es
el de asegurar la repasivación de las armaduras mediante la realización de mapas de
potencial o medida de la velocidad de corrosión in situ mediante la técnica de
resistencia de polarización. Sin embargo, para este tipo de medidas después de EEC o
RA, es necesario interpretar los resultados obtenidos de forma muy cuidadosa, ya que
inicialmente las armaduras se encuentran muy polarizadas, y la despolarización tiene
lugar lentamente [17-19], con lo que a tiempos cortos (incluso hasta varios meses
después) los valores absolutos obtenidos no deben interpretarse de la misma forma
que en una estructura no tratada.
7.1.7 Durabilidad
El concepto de durabilidad del tratamiento aplica a EEC y RA, al ser la PC un sistema
permanente integrado en la propia estructura, con lo que su durabilidad, si se lleva a
cabo un control adecuado, es el de la vida de la estructura.
La durabilidad de un tratamiento de extracción de cloruros y RA depende del
porcentaje remanente de cloruros que quedaron en la estructura después del
tratamiento, así como el pH final alcanzado en la fase acuosa de los poros del
hormigón. Si el contenido de cloruros quedó por debajo del nivel crítico, incluso
después de re-distribución de los cloruros remanentes, y se aplican posteriormente
tratamientos que impidan o retarden la nueva penetración del cloruros (tratamientos
hidrofóbicos, por ejemplo), la durabilidad de este tipo de método se estima superior a
10 años (dado que estos métodos son bastante nuevos, no existen casos
documentados y seguidos posteriormente de aplicaciones superiores a este periodo de
tiempo). En lo que respecta a la realcalinización, al igual que en la EC, no se dispone
de datos más allá de unos 10 años después de aplicación de los tratamientos,
pudiéndose decir que en general estos tratamientos son durables [20]. En el caso de
RA, la durabilidad del tratamiento depende del tipo de cemento [15], siendo menos
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durable para cementos con adiciones.
En cualquier caso, se recomienda proteger adicionalmente la estructura (pinturas) y
llevar a cabo inspecciones periódicas de la misma (mediante medida de la velocidad de
corrosión o la realización de mapas de potencial) después del tratamiento y repetir el
mismo cuando de nuevo se tengan valores de corrosión activa de las armaduras.
7.1.8 Ejemplos de casos reales
Figura 7.1.7. Perfil de cloruro durante el tratamiento
En la bibliografía se pueden encontrar varios casos de aplicación de estas técnicas a
estructuras en servicio. La bibliografía más abundante corresponde a protección
catódica [21-29], encontrándose aplicaciones a puentes, túneles, edificios, suelos, etc.
Con respecto a EC, se pueden encontrar ejemplos de aplicación en [17, 30-32]. En
[17] y [32], se encuentran además aplicaciones del método de realcalinización.
El proceso de extracción de cloruros debe darse por concluido cuando se alcanza la
reducción requerida para el contenido de cloruros en el hormigón. En la Figura 7.1.7
presentase los perfiles de cloruros obtenidos por Bennett y Schue [8] en una columna
de puente.
7.1.9 Efectos secundarios
También en este apartado es necesario hacer mención especial al caso de la
protección catódica, ya que la degradación del hormigón por efecto de la misma es
muy rara. Sin embargo, y potencialmente, los efectos secundarios que hay que
considerar son los mismos que para el caso de EC y RA, y que se señalan a
continuación:
Reacción Árido-Álcali
Como ya se ha comentado en el apartado de aspectos a tener en cuenta antes de
comenzar el tratamiento, dado que estos métodos electroquímicos van a incrementar
la alcalinidad del hormigón, podrían activar la reacción árido álcali si los áridos de la
matriz son reactivos. El mayor peligro tiene lugar en el caso de EEC, ya que el
hormigón de partida es alcalino, y sobre ese umbral se está aumentando la cantidad
de álcalis.
En el caso de RA, el riesgo es menor ya que se parte de hormigón carbonatado.
Algunos estudios [33] han mostrado que un hormigón con áridos expansivos
totalmente carbonatado y posteriormente sometido a RA expandía menos que el
mismo hormigón no carbonatado tomado como referencia. En cualquier caso, se
recomienda el establecer la potencial reactividad de los áridos y desaconsejar estos
tratamientos caso de que resulten reactivos.
Fragilización por hidrógeno
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Como ya se ha comentado en los puntos a considerar antes del tratamiento, al actuar
la armadura de cátodo, tiene lugar el desprendimiento de hidrógeno por hidrólisis del
agua, lo que conlleva riesgo de fragilización del acero, fundamentalmente en el caso
de pre y postensado.
Por ello, para estos tipos de acero, se desaconseja la aplicación de EEC y RA. En el
caso de PC, la polarización es mucho menor, por lo que se considera que el
tratamiento es seguro siempre que el potencial se mantenga más positivo que –900
mV Ag/AgCl [5].
Degradación del hormigón por ataque ácido
En la reacción anódica se produce acidificación del electrolito. Este ácido reacciona con
las especies alcalinas de la superficie del hormigón. En PC, dadas las bajas densidades
de corriente empleadas, éste problema es normalmente despreciable. En EEC y RA, si
después de retirar el dispositivo se aprecia un ataque de la superficie del hormigón, se
recomienda protegerla mediante algún recubrimiento superficial apropiado.
Pérdida de adherencia hormigón/armadura
A potenciales muy negativos, como en el caso de EC y RA, tiene lugar
desprendimiento de H2, con la posible consecuencia de pérdida de adherencia entre la
armadura y el hormigón [21]. En [35], se estudió la pérdida de adherencia en función
de la densidad de carga pasada, entre 600 y 5000 Ah/m2 de acero, encontrando una
reducción significativa de la adherencia, aunque con resultados contradictorios a
elevadas densidades de carga pasadas.
Cambios microestructurales en la matriz de hormigón
El paso de corriente a través del hormigón implica el movimiento de las especies
iónicas contenidas en la fase acuosa de los poros, con la consiguiente perturbación de
los equilibrios sólido-líquido de la matriz. Por ello, este tipo de tratamientos
(fundamentalmente EC y RA) inducen un incremento en la porosidad total del
hormigón, así como un cambio en la distribución de tamaño de poros [36].
Este efecto no ha sido evaluado para las pequeñas densidades de corriente
correspondientes a PC.
7.1.10
Costos
El establecer o determinar el coste de un determinado tratamiento involucra gran
cantidad de parámetros, de forma que dar una indicación resulta bastante arriesgado,
ya que además en cada país dependerá de la disponibilidad, adecuación, etc...
nacionales.
Como guía orientativa, recalcando una vez más que debe ser tomada como una simple
indicación, en [8] se recogen los siguientes costes: protección catódica por pintura
conductora: 100 euros por metro cuadrado; protección catódica con malla de titanio y
recubrimiento de base cemento, entre 200 y 300 euros por metro cuadrado, la EEC
sobre 150 euros por metro cuadrado y la RA alrededor de 100 euros por metro
cuadrado.
La reparación convencional se puede considerar enmarcada en el rango entre 50 y 500
euros por metro cuadrado.
7.2
REVESTIMIENTOS SOBRE LAS ARMADURAS
Las armaduras internas en las estructuras de hormigón podrán ser protegidas contra la
corrosión, por aplicación de revestimientos en su superficie. Estos pueden ser de metales
más resistentes a la corrosión que el acero, como es el caso del zinc, o a través de
revestimientos orgánicos a base, por ejemplo, de resinas epóxicas. En primer caso, el
zinc, además de la acción de barrera, proporciona todavía la protección catódica del
acero, cuando el revestimiento se damnifica y el acero queda localmente expuesto.
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Las armaduras revestidas con resinas epóxicas fueron utilizadas por la primera vez en un
puente en los EUA. Durante los años 70 apenas las armaduras más expuestas eran
revestidas con resinas epóxicas, pero a partir de los años 80 se pasó a aplicar el
revestimiento en todas las armaduras del elemento estructural, para evitar la ocurrencia
de corrosiones intensas en locales donde se verificava rotura del revestimiento.
Las armaduras galvanizadas, mientras tanto, comenzaron a ser utilizadas en las
estructuras de hormigón armado desde los años 30, cuando expuestas a ambientes
agresivos [40].
7.2.1 Armaduras galvanizadas
La galvanización puede ser obtenida por inmersión de las barras de acero en un baño
de zinc fundido a cerca de 450ºC. En la superficie del acero se forma un revestimiento
compuesto por camadas de liga zinc-hierro (Zn-Fe) de diferente composición, como
consecuencia de la reacción entre estos dos materiales. La proporción de hierro va
diminuyendo, siendo la camada exterior del revestimiento constituido apenas por zinc.
Los productos protectores del zinc que se forman en el hormigón resultan de la
reacción del zinc con la solución intersticial alcalina existente en la red de poros del
hormigón, formando hidrozincato de calcio, com liberación de hidrógeno, H2:
2Zn+Ca(OH)2+6H2O→Ca[Zn(OH)3]2.2H2O+2H2
La formación de este compuesto consume cerca de 10 µm de zinc de la camada
exterior del revestimiento. Las camadas de zinc puro (camadas más externas) originan
la formación de películas de productos de corrosión más protectoras de que las
camadas más interiores constituidas por liga Zn-Fe.
La velocidad de corrosión del acero galvanizado en el hormigón carbonatado, es muy
inferior a la del acero no galvanizado. Por otro lado, los productos de corrosión del zinc
son menos expansivos y ligeramente más solubles en el hormigón que los óxidos de
hierro, pudiendo entonces difundirse y alejarse de la interface metal/hormigón,
reduciendo así la tendencia de fisuración del hormigón.
Si el hormigón se encuentra contaminado com iones cloruro, las armaduras
galvanizadas presentan también mejor comportamiento, pués la concentración de
cloruro necesaria para que ocurra la despasivación del zinc es 4 a 5 veces superior a la
del acero. Por otro lado, cuando el revestimiento queda parcialmente destruido, las
zonas remanescentes actúan como ánodos de sacrificio y protegen el acero
catódicamente, retardando su corrosión.
Ejecución
El espesor total del revestimiento necesario para garantizar la protección del acero de
las armaduras depende del medio agresivo de exposición. De cualquier manera, no
deberá ser inferior a 100 µm, para permitir la formación de la película de pasivación a
costa de la camada de zinc, ni superior a 200 µm para no poner en detrimento la
adherencia del revestimiento.
Existe ya normalización para armaduras galvanizadas en diversos países, como en los
EUA [41,42].
Aspectos a Considerar
El uso de sistemas mixtos de armaduras galvanizadas y no galvanizadas exige que las
mismas se encuentren eléctricamente aisladas. En las zonas de corte, doblado y
soldadura debe garantirse la reposición del revestimiento.
Nótese que la presencia de un elevado contenido de álcalis en el hormigón puede
comprometer la formación de la película protectora en la superficie del zinc durante la
hidratación del cemento.
Variaciones bruscas en la humedad del hormigón pueden afectar negativamente el
proceso de pasivación de las armaduras galvanizadas, por lo que se recomienda una
cura conveniente del hormigón.
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La liberación de hidrógeno que acompaña la formación de los óxidos de zinc y de los
zincatos en el inicio de la hidratación del cemento en el hormigón, reduce
temporalmente la adherencia entre el hormigón y el acero galvanizado, aunque a largo
plazo, puedan alcanzarse valores inclusive superiores a los que son alcanzados con las
barras de acero no galvanizado.
7.2.2 Armaduras revestidas con resinas epóxicas
La aplicación de los revestimientos a base de resinas epóxicas en las armaduras de
acero puede ser efectuada de determinadas formas: por pintura, o inmersión
utilizando resinas líquidas, por pasaje del acero pre-calentado en un lecho fluidificado
de resinas em polvo, las cuales se funden en contacto com el metal, o por pintura
electrostática con resinas em polvo. Estos revestimientos generalmente presentan
buena resistencia química en medio alcalino.
Los revestimientos a base de resinas epóxicas cuando aplicados al acero forman una
película que actúa como barrera, siendo especialmente impermeables a los iones
cloruro. Cuando se encuentran en perfectas condiciones estos revestimientos
presentan una buena capacidad de protección de las armaduras en hormigones
fisurados.
Ejecución
El espesor de estos revestimientos deberá situarse entre 180 µm y 300 µm, de modo a
no comprometer su flexibilidad y garantir una protección eficaz de las armaduras.
Espesores inferiores a 250µm no afectan la adherencia al hormigón, pero valores
superiores pueden llevar a reducciones de 60%.
La resistencia de los revestimientos obtenidos a partir de resinas sólidas es superior a
la de los obtenidos a partir de resinas líquidas, siendo ambos estables hasta
temperaturas de 200ºC.
Existe normalización para estas armaduras, citando Inglaterra [43] y en los EUA [44].
Aspectos a Considerar
El revestimiento deberá presentarse continuo y sin poros, fisuras u otros daños, pues
la ocurrencia de estas anomalías promueve la formación de macrocélulas de corrosión
en el hormigón expuesto a ambientes agresivos, resultando así en el aparecimiento
prematuro de la corrosión.
Foto 7.2.1. Corrosión debido a la ruptura del filme de resina de una armadura
(Midwest Galvanizing Group Inc.)
De este modo son necesarios cuidados especiales en la aplicación del revestimiento,
en el posterior manoseo de las armaduras revestidas y en la colocación del hormigón,
por lo que en estructuras pre-fabricadas podrá esperarse un buen desempeño de estos
revestimientos.
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En la Foto 7.2.1 se verifica la ocurrencia de corrosión debido a la ruptura del filme de
resina, en consecuencia del doblado efectuada en obra.
El uso de los revestimientos a base de
posterior de tratamientos electroquímicos.
resinas epóxicas inviabiliza la aplicación
7.2.3 Comparación entre revestimientos galvanizados y epóxicos
En la Tabla 7.2.1 se presentan algunos aspectos comparativos entre los revestimientos
utilizados en las armaduras de acero en el hormigón [44].
Tabla 7.2.1. Comparación entre los revestimientos aplicados en las armaduras de acero
TIPO
7.3
GALVANIZACIÓN
RESINAS EPÓXICAS
Influencia en el acero
Ninguna
Ninguna
Temperaturas
Extremas
Soporta los 200-300ºC sin daños
Ligación al hormigón
Desenvolvimiento más tardío en los
tiempos iniciales pero en el final acaba
siendo igual a la del acero no revestido
En el hormigón
carbonatado
Benéfico
Tolera los 200ºC, aunque
arriba
de
los
100ºC
pueden ocurrir problemas
de
adherencia
hormigón/acero
Reducción en media de
15% en relación al acero
no revestido;
Pueden originar pérdidas
de adherencia en cargas
inferiores.
No existen referencias de
grandes problemas en su
aplicación
En el hormigón
Contaminado
con cloruro
Cloruro
adicionados
al
hormigón:
reducción del tiempo de servicio debido
a la formación de picadas;
contenidos
Cloruro
del
exterior:
superiores a 1%-1.5% en relación al
cemento pueden ser perjudicales si el
hormigón sufre períodos cíclicos de
humedecimiento
Resisten bien a los iones
cloruros
(si
no
se
encuentran excesivamente
damnificados);
Hay algunos registros de
experiencias
muy
negativas
En el hormigón
fisurado
Velocidad de corrosión acelerada em
fisuras de abertura superior a 0.3 mm
(dependiendo
del
espesor
del
recubrimiento)
Reducción del peligro de
corrosión
(si
no
se
encuentra damnificado)
ARMADURAS ESPECIALES
Las armaduras especiales que vienen utilizándose son de acero inoxidável o de plástico
reforzado con fibras. Las armaduras de acero inox presentan mayor resistencia a la
corrosión que las de acero corriente, mientras que las armaduras de plástico reforzado
con fibras no se corroen ni por la acción de la carbonatación ni de los cloruros.
El uso de armaduras de plástico reforzado con fibras presenta algunas dificultades, como
por ejemplo en lo referente al nivel del dimensionamiento estructural, por las dificultades
asociadas al doblado de las barras.
El estudio de la aplicación de los aceros inoxidables en el hormigón tuvo un apreciable
desarrollo en el inicio de los años 80, en Japón y Europa, y en los EUA en la década de
90. En el Reino Unido, Italia, Dinamarca y Alemania, los aceros inox más utilizados son
del tipo ASI 304 y 316, que se encuentran disponibles en diferentes diámetros que
pueden ir incluso hasta 40 mm.
Existen ya varias estructuras en diversos países donde fueron aplicadas armaduras de
acero inox.: puentes, parques de estacionamiento y estructuras junto a costas marítimas.
EL estudio del uso de armaduras de plástico reforzado con fibras en el hormigón tuvo
inicio en los años 90, habiendo ya barras disponibles en el mercado, en algunos países
como Inglaterra y los EUA. En los años 90 su uso se extendió en EUA, Canadá y Japón.
Europa, mientras tanto, mantiene el liderazgo en el desarrollo de estos materiales,
presentando también un mayor número de aplicaciones prácticas.
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7.3.1 Armaduras de acero inoxidable
Aunque este tipo de armaduras es sensible a la corrosión localizada, promovida pela
acción de los iones cloruro, presenta un contenido crítico de cloruro que puede ser 2 a
8 veces superior al del acero común. En la Tabla 6.4.1.1 se presentan los contenidos
críticos de cloruro para los diferentes tipos de acero inox [45].
Por este motivo, el uso de armaduras de acero inoxidable puede constituir un atractivo
medio de prevención de la corrosión en las estructuras de hormigón armado,
esencialmente cuando expuestas a ambientes bastante agresivos. Incluso después de
iniciada la corrosión, la fisuración y delaminación del recubrimiento no es muy
significativa, debido a la corrosión desenvuelta ser del tipo localizada (por pites) y por
tanto, con volumen reducido de productos de oxidación.
Ejecución
En el hormigón son generalmente utilizadas armaduras de acero inoxidable del tipo
austenítico, ferrítico y austenítico-ferrítico. El acero inoxidable es usualmente usado,
como medida preventiva, en zonas localizadas de las estructuras de hormigón armado,
cuando sujetas a elevadas condiciones de agresividad.
Los aceros austeníticos son los que presentan mejor comportamiento: los aceros
ferríticos, más económicos, pueden ser adecuados en situaciones de menor
agresividad. La evaluación de la resistencia a corrosión puede ser realizada por medio
del número equivalente de la resistencia a corrosión por pites, PRE, pudiendo ser
determinado por la ecuación:
PRE = %Cr + 3.3%Mo + 16%N
Tabla 7.3.1. Contenido crítico para los aceros inox en comparación con otros
TIPO DE ACERO
405
FERRÍTICO
430
FERRÍTICO
302
AUSTENÍTICO
304
AUSTENÍTICO
SOLDADO
304
315
AUSTENÍTICO
316
AUTENÍTICO
SOLDADO
316
316
AUSTENÍTICO
(%)
(em % másica de
cemento)
MEJORIA EN LA
RESISTENCIA A LA
CORROSIÓN
RELATIVA AL ACERO
DE CONSTRUCCIÓN
13Cr0.07Ni0.09Mo0.36Mn
1.0
> 2 veces
17Cr0.18Ni0.17Mo0.39Mn
1.9
> 4 veces
18Cr8.8Ni0.18Mo0.78Mn
1.0-1.9
> 2 veces
18Cr8Ni
3.5-5.0
> 8 veces
18Cr8Ni
1.0-2.0
> 2 veces
17Cr10.1Ni1.4Mo1.6Mn
> 3.2
> 8 veces
18Cr10Ni3Mo
3.5-5.0
> 8 veces
18Cr10Ni3Mo
1.2-2.0
> 2 veces
17Cr12Ni2.1Mo1.9Mn
> 3.2
> 8 veces
COMPOSICIÓN
QUÍMICA
CONTENIDO DE
CLORURO
Mientras mayor el numero PRE, más resistente a corrosión será el acero inox, pero
también más elevado será su costo.
Segundo Neuhart [46], los tipos de acero inox más adecuados para las diferentes
condiciones de exposición son los indicados en la Tabla 7.3.2.
Tabla 7.3.2. Tipos de acero inox más adecuados para las diferentes condiciones de exposición
Clase resistencia
X
Clase resistencia
Y
Clase resistencia
Z
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Nivel de
corrosión A
304L
304LN, AISI240,
316LN
316LN, AISI450,
AISI240
Nivel de
corrosión B
316L
304LN, 316LN,
AISI240
318, AISI450
Nivel de
corrosión C
316L, 317L
316LN, 317L/M/N,
AISI209
AISI318, AISI209
Nivel de
corrosión D
316L, 317L
318, 316LN,
317L/M/N
318, AISI209,
Super duplex
Niveles de corrosión:
A – medio salino ligero y moderado;
B – medio altamente salino, área de hielo/deshielo;
C – instalaciones costeras, frecuentemente expuestas al agua del mar;
D – instalaciones costeras, zona de salpicadas y de marea, severa exposición al agua
del mar.
Niveles de resistencia: X – tensión de cedencia: 207-380 MPa;
Y – tensión de cedencia: 380-621 MPa;
Z – tensión de cedencia: >621 MPa.
O Reino Unido [47] y los EUA [48] poseen normas donde se presentan las
características a exigir a los aceros inox para el hormigón armado, entre ellas:
composición química, comportamiento mecánico y resistencia a la corrosión.
Aspectos a Considerar
Las armaduras inox pueden ser usadas en conjunto con las armaduras corrientes,
aplicando los aceros inox en los estribos, cintas o armaduras principales más
expuestas de ciertos elementos. En situaciones de exposición en las que el acero no
ligado (acero carbono) inicie procesos de corrosión, la presencia de acero inox puede
acelerar la corrosión, del acero no ligado.
La soldadura debilita la resistencia a la corrosión de los aceros inox, como se observa
en la Figura 7.3.1[49].
Figura 7.3.1. Variación del potencial de picadura con el contenido de cloruro para los aceros inox AISI 304 y
316.
7.3.2 Armaduras de plástico reforzado con fibras, FRP
Las armaduras de plástico reforzado con fibras son en general fabricadas por
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extrusión, donde las fibras son sumergidas en una matriz polimérica y posteriormente
moldadas, otorgando así su forma final. No son corroídas por la acción de los iones
cloruro ni por reducciones del pH resultante de la carbonatación del hormigón.
Ejecución
La matriz polimérica puede ser de uno de los siguientes tipos:
Matriz Polimérica Termoendurecida (poliéster, viniléster ou epóxica), aplicada con una
viscosidad baja, posibilitando el envolvimiento completo de las fibras sin que sea
necesario recorrer a altas temperaturas o a altas presiones;
Tabla 7.3.3. Comparación das propriedades mecânicas das armaduras FRP com as armaduras de acero
carbono. Nota: N/D – No disponible
Propiedades
Armaduras
de Acero
(barras)
Resistencia a
Tracción, MPa
Acero
GFRP
GFRP
CFRP
AFRP
cables
barras
cables
cables
cables
483-690
13791862
517-1207
13791724
1652410
12002068
Tensión de
Cedencia, MPa
276-414
10341396
Módulo
Elasticidad,
GPa
200
186-200
41-55
48-62
152-165
50-74
Deformación
Límite
mm/mm
>0.10
>0.04
0.0350.05
0.030.045
0.010.015
0.020.026
Resistencia a
Compresión,
MPa
276-414
N/D
310-482
N/D
N/D
N/D
Coeficiente de
Dilatación
11.7
11.7
9.9
9.9
0.0
-0.1
Térmico (10-
6.5
6.5
5.5
5.5
0.0
-0.5
7.9
7.9
1.5-2.0
2.4
1.5-1.6
1.25
6
/C) (10-6/F)
Densidad
NO APLICABLE
Matriz Polimérica Termoplástica (nylon y PET), que presenta mayor viscosidad
dificultando así el envolvimiento de las fibras continuas sin que se recurra a técnicas
específicas de producción. Mientras tanto, esta matriz tiene la ventaja de poseer
elevada resistencia al impacto, elevada resistencia a la rotura, así como permitir el
almacenamiento por elevados períodos desde que debidamente protegida de
humedad.
Las fibras más utilizadas son las de vidrio, de carbono y de aramida, dando origen a
los compuestos a seguir indicados:
!
!
!
Plásticos reforzados con fibras de vidrio, GFRP;
Plásticos reforzados con fibras de carbono, CFRP;
Plásticos reforzados con fibras de aramida, AFRP.
El desempeño de estos materiales compuestos es afectado esencialmente por los
siguientes factores: orientación, largo, forma y composición de las fibras, propiedades
mecánicas de la matriz (resinas) y adherencia entre las fibras y la matriz polimérica.
En la Tabla 7.3.3 se presentan algunas características mecánicas de estas armaduras,
determinadas en la dirección longitudinal. La variación de estas características resulta
del mayor o menor volumen de fibras, del diámetro y del sistema de garras usado en
el ensayo [50].
En la Foto 7.3.1 se presentan diversas armaduras de FRP utilizadas en la construcción
civil.
Aspectos a Considerar
El modo de producción de estas armaduras resulta en una superficie lisa que impide
una boa adherencia al hormigón envolvente. Siendo así, se tornan necesarios medios
adicionales para mejorar la ligación entre estos dos materiales [51], lo que puede ser
alcanzado por impregnación de arena por enrolamiento helicoidal o por nervuras
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moldadas. Es fundamental pues, que la resina presente buenas propiedades
mecánicas.
Foto 7.3.1. Armaduras FRP (MBT)
Relativamente a las armaduras de acero, las de FRP presentan las siguientes
vantagens:
! Elevada relación resistencia/densidad;
! Excelente resistencia a corrosión;
! Excelente resistencia a fatiga (CFRP y AFRP);
! Bajo coeficiente de dilatación térmica linear.
Como desventajas se pueden citar:
!
!
!
!
7.4
Elevado costo (CFRP y AFRP);
Baja extensión en la ruptura;
Elevada relación entre la resistencia axial y transversal;
Baja resistencia a los álcalis (AFRP y en especial GFRP).
INHIBIDORES DE CORROSIÓN
Inhibidor de corrosión en el hormigón es un compuesto químico, líquido o en polvo que,
cuando introducido en el hormigón en cantidades reducidas puede evitar o disminuir la
corrosión de las armaduras, sin afectar negativamente las propiedades físicas del
hormigón ni su microestructura.
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Estos productos fueron estudiados inicialmente para ser añadidos al hormigón como
aditivos, pero recientemente otros productos han venido a ser desarrollados para
aplicación directa en la superficie del hormigón endurecido, con capacidad de migración
para el interior conforme Figura 7.4.1.
Figura 7.4.1. Aplicación de los inhibidores por migración en el hormigón endurecido (MBT)
Los inhibidores de corrosión pueden ser de naturaleza orgánica e inorgánica, siendo
generalmente clasificados de acuerdo con su función:
!
inhibidores catódicos: evitan que las reacciones catódicas ocurran;
!
inhibidores anódicos: permiten reducir la velocidad de la reacción anódica,
reaccionando con los productos de corrosión, formando un revestimiento protector a la
superficie del acero;
!
inhibidores mixtos: poseen efecto barrera, actuando así en las dos reacciones. El
uso de estos productos es especialmente ventajoso en el hormigón por formar una
camada adsorbida, bajo la cual ejercen su acción. Son esencialmente compuestos
orgánicos de tipo aminas.
Como inhibidores inorgánicos pueden citarse el nitrito de sodio, nitrito de calcio, cromato
de potasio, molibdato de sodio, cloruro estañoso y más recientemente el fluorofosfato de
sodio. En los orgánicos se consideran las aminas, ésteres solubles en agua, benzoato de
sodio, formaldehído y los ácidos carboxílicos solubles en agua.
El nitrito de calcio es comercializado como inhibidor preventivo de la corrosión en el
hormigón desde 1970, y ha sido utilizado principalmente en los EUA, Japón y el Medio
Oriente con buenos resultados. En Europa, su uso ha sido muy limitado debido a la
toxicidad de los nitritos y a la existencia de legislación ambiental que los prohíbe.
El estudio y aplicación de los inhibidores de corrosión por migración se desarrolló
principalmente durante los años 90, y han sido utilizados apenas en algunos países de
Europa, tales como Dinamarca.
Aspectos a Considerar
El uso de estos productos debe ser hecho con cautela, pues además de poder provocar
alteraciones físicas y mecánicas en el hormigón, pueden todavía acelerar el mecanismo
de la corrosión si no son utilizados en la proporción adecuada. Por otro lado, su eficacia a
largo plazo no se encuentra, para muchos de ellos, comprobada.
Los inhibidores deberán ser compatibles con el ambiente.
Muchos de los inhibidores comerciales, en particular los orgánicos, son mezclas de
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productos, por lo que la acción en el mecanismo de la corrosión puede ser múltiple y en
general difícil de identificar.
Evaluación
En lo referente a la evaluación de la eficacia de la acción inhibidora de la corrosión en el
hormigón de estos productos, diversos métodos de ensayo electroquímico y de carácter
no destructivo pueden ser utilizados, entre ellos: medida de la evolución del potencial de
corrosión y de la velocidad de corrosión por resistencia de polarización.
7.4.1 Inhibidores inorgánicos
Los inhibidores talvez más estudiados, desde la década del 50, son los nitritos, los
cuales pueden ser clasificados como inhibidores anódicos debido a sus propiedades
oxidantes. Son en general usados con aditivos, estabilizando la película pasiva de
acuerdo con las reacciones:
2Fe2++2OH-+2NO2-→2NO+Fe2O3+H2O
Fe2++OH-+NO2-→NO+γFeOOH
Esta película pasiva actúa en el sentido de aumentar el valor crítico de la cantidad de
cloruro necesaria para iniciar la corrosión. El nitrito de calcio es particularmente activo
en presencia de iones cloruro en el hormigón, teniendo inclusive la ventaja de no tener
influencia significativa en la resistencia mecánica del hormigón.
Para aplicación superficial en el hormigón endurecido, el inhibidor inorgánico que viene
siendo más estudiado es el monofluorfosfato (Na2PO3F), MFP. Este producto actúa por
impregnación en el hormigón endurecido, no debiendo ser aplicado en temperaturas
bajas. Es adsorbido en la superficie de las armaduras, actuando en las reacciones
anódica y catódica, por efecto de barrera.
Ejecución
De la mayoría de los estudios efectuados se concluye que existe una razón crítica
entre la concentración de cloruro y la concentración de nitritos, arriba de la cual la
cantidad de inhibidor es insuficiente para evitar el inicio de la corrosión. Para algunos
investigadores esta razón se encuentra entre los siguientes valores:
!
0.7 y 1: Andrade [52]
!
1.5 (razón crítica media): Berke[53]
El MFP es un producto todavía en fase de estudio, desconociéndose las
concentraciones necesarias de inhibidor en el hormigón para que haya inhibición de la
corrosión, bajo la acción de cloruro o bajo la acción de la carbonatación, aunque una
relación molar [MFP]/[Cl-]=1.0 haya sido considerada.
En bases de hormigón más denso la aplicación de este producto puede exigir su
aplicación en dos manos con intervalos de tiempo de algunas horas entre las mismas.
El rendimiento debe ser criteriosamente cumplido obedeciendo los documentos
técnicos y recomendaciones del fabricante, de forma a colocar la cantidad de producto
necesaria para su progresión y concentración en el hormigón.
Aspectos a Considerar
El uso de concentraciones insuficientes de nitritos puede provocar un efecto contrario
al pretendido, o sea, puede acelerar la corrosión específicamente en las zonas donde
el hormigón se encuentra fisurado.
Los nitritos de sodio y de potasio pueden causar pérdidas de resistencia a compresión
del hormigón de 20% a 40%, cuando usados en dosificaciones de 2% a 6%.
El MFP no debe ser utilizado como aditivo pues reacciona con el agua dando flúor y
fosfato u ortofosfato, lo que afecta la pega del cemento. Por otro lado no se conoce su
comportamiento a largo plazo. Son desconocidas también las limitaciones que el
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producto tiene en impregnar el hormigón endurecido.
7.4.2 Inhibidores orgánicos
Estos productos actúan esencialmente por adsorción en la superficie del acero,
formando así una película protectora que inhibe las reacciones anódica y catódica. Esta
adsorción es debida a las características polares de los compuestos orgánicos
utilizados. El filme orgánico repele las soluciones acuosas (propiedad hidrofóbica),
estableciendo una barrera a los ataques químicos y electroquímicos en la superficie del
acero, conforme Figura 7.4.2.
Figura 7.4.2. Película protetora en la superficie del acero (MBT)
Ejecución
La eficiencia de este tipo de productos relativamente a la inhibición de la corrosión,
depende del espesor de película formado: mientras más espesa es la película, más
eficiente es el inhibidor.
Los inhibidores orgánicos más recientes son mezclas de agentes tensoactivos y de
compuestos orgánicos débilmente polares (aminas y ésteres) en agua. Estos
inhibidores son conocidos como inhibidores de fase vapor o inhibidores volátiles, pues
tienen la capacidad de difundirse en el hormigón endurecido, debido a su elevada
presión de vapor, inclusive en presión y temperatura ambientes. La facilidad con que
penetran, depende de la porosidad del hormigón y de la constitución de la fase volátil.
En su aplicación deberán seguirse los procedimientos indicados para los inhibidores
referidos en 7.5.1.
Aspectos a Considerar
Tabla 7.4.1. Acción de algunos inhibidores de corrosión en el hormigón
CARACTERÍSTICAS
INHIBIDORES INORGÁNICOS
Nitritos [114-116]
MFP [120-122]
INHIBIDORES
ORGÁNICOS
Volátiles [124-126]
Resistencia a compresión
(del hormigón)
Aumenta
Diminuye
No significativo
Porosidad del hormigón
No significativo
Reduce por
precipitación de
fosfato de calcio
No está estudiado
Compatibilidad química
con el hormigón
Buena
Reacciona en medio
alcalino formando
fosfato de calcio que
precipita
Buena
[NO2]/[Cl-]=1.5
[MFP]/[Cl-]=1.0
(razón molar)
(razón molar)
Inhibidor anódico:
reconstituye la película
pasivadora
Inhibidor de
adsorción: efecto
barrera
Concentración crítica
junto a la armadura
Mecanismos de la acción
inhibidora
No se conoce y existen
dificultades de medición
No está muy bien definido
aunque parezca ser por
adsorción, dependiendo
de los constituyentes
Existen algunos
resultados, en
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Comportamiento a largo
plazo
Compatibilidad ambiental
Método de aplicación
hormigón fisurado
existen algunas
controversias.
Pueden ocurrir
problemas debido al
consumo del inhibidor
Problemas de toxicidad
(situaciones de
lixiviación)
En la demolición de las
estructuras crea
residuos peligrosos
En el hormigón
fresco o endurecido,
por proyección y
inyección
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No existe todavía
experiencia
No existe todavía
experiencia
No existen
inconvenientes
conocidos
Las aminas son productos
irritantes
En el hormigón
endurecido por
impregnación
En el hormigón fresco
y endurecido por
impregnación
Todavía existen muy pocos estudios sobre la mayoría de estos productos, que
permitan evaluar su eficiencia y desempeño a lo largo de su vida útil. De cualquier
manera, algunas evidencias muestran que estos productos diminuyen el ingreso de
cloruro debido al hecho de poder aumentar la resistividad del hormigón.
En la Tabla 7.4.1 se enuncian algunas propiedades y características conocidas de los
inhibidores de corrosión que más han sido estudiadas a lo largo de los años [54].
7.5
FOTOS ILUSTRATIVAS DE SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE
ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN DAÑADAS POR CORROSIÓN DE
ARMADURAS, CEDIDAS POR DR. IVAN LASA DE FLORIDA, USA
Deterioración progresiva devida a la corrosión de
la armadura
Anodo de sacrificio com malha de titanio
Anodo de sacricio com malha de titanio
encapsulado com concreto estrutural
Anodo de sacricio com malha de titanio
encapsulado com mortero proyetado
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JACKET SYSTEM: MALHA DE TITANIO PARA COLUNA
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Procedimientos de Refuerzo
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CAPÍTULO 08
Procedimientos de Refuerzo
Autores
Hugo Barrera
Paulo Helene
Fernanda Pereira
Nicolás Moreno
INTRODUCCIÓN
T
ratase de presentar las diferentes posibilidades de refuerzo de estructuras
teniendo conciencia de que cada caso exige un diseño específico y propio. Por lo
tanto presentase formas generales que puedan auxiliar los expertos en su trabajo
de detalles ejecutivos de un caso particular.
Se puede iniciar con un esfuerzo de identificación preliminar de tipologías de refuerzo de
tal modo que este capítulo propone un índice de materias ordenado según “tipos” de
elementos estructurales: vigas - columnas - losas - fundaciones.
En primer lugar se estima debería discutirse y analizar la mejor forma de clasificar u
ordenar el tema de refuerzo de estructuras.
Tabla 8.1. Clasificación de los refuerzos
a) Técnicas de refuerzo
Recrecido de secciones
Construcción compuesta
Reducción o limitación de esfuerzos
Postensado
Grouting
Incorporación nuevos elementos
b) Enfoque Estructural
Refuerzos directos con o sin cambio de sección
Refuerzos indirectos con modificación del sistema
resistente o con incorparación de
nuevos elementos
c) Tipo de
estructural
deficiencia
Aumento capacidad a Tracción
Aumento capacidad a Corte
Aumento capacidad a Flexión
Aumento capacidad a Compresión
Mejorar condición de Estabilidad
d) Su forma de acción
Refuerzos activos que actúan sobre las solicitaciones
actuales y las futuras
Refuerzos pasivos que actúan solo para nuevas
solicitaciones
e) Por tipo de elemento
Vigas
Columnas
Losas
Muros
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Procedimientos de Refuerzo
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Fundaciones
f)Por técnicas
constructivas
Hormigón Armado
Hormigón Proyectado
Hormigón Preempacado
Incorporación de Refuerzos
Adhesión de refuerzos externos
Postensado
Inyecciones (morteros, lechadas, polímeros)
Para el diseño de un refuerzo estructural y selección de la técnica a utilizar, se deben
tomar en consideración todos los aspectos involucrados entre otros:
!
!
!
!
!
diagnóstico estructural;
condicionantes arquitectónicas y operacionales;
requisito estructural (refuerzo activo o pasivo);
costo;
plazos.
Por lo cual es necesario que en el proceso de selección y diseño del refuerzo, se
establezcan claramente todos los requisitos y/o características que este debe cumplir para
lograr el objetivo deseado.
A seguir se presentan soluciones generales para los refuerzos mas frecuentes.
8.1
REFUERZO DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL I
Posibilidad de refuerzo I con base a soportes nuevos conforme Figura 8.1.1
!
!
reducción de esfuerzos con soporte intermedio
arquitectura permite soportes intermedios
Figura 8.1.1. Refuerzo de hormigón estructural - soportes
Objetivo: disminuir la luz de la viga lo cual redunda en menores tensiones y menores
deformaciones para las mismas cargas
Procedimientos constructivos:
!
!
!
descargar la viga
apuntalar las losas y la viga
construir la fundación de la(s) nueva(s) columna(s) con pedestal y placa base en
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Procedimientos de Refuerzo
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caso de columna de acero y con barras de traspaso en caso de columna de hormigón
! insertar la(s) columna(s), acuñando contra la viga existente
! control de horizontalidad
!
en caso de columna de hormigón armado hormigonar hasta altura de proyecto,
dejando que se produzca la retracción inicial, antes de acuñar
Materiales a usar:
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
hormigón
aditivos
acero de refuerzo
encofrado
cuñas
columnas (y viga) de acero
placa base
anclajes
soldadura
cuñas
Herramientas especiales:
!
!
!
!
8.2
puntales telescópicos
equipo excavador
hormigonera
soldadora
REFUERZO DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL II
Posibilidad de refuerzo II con recrecido conforme Figura 8.2.1
!
!
arquitectura no permite apoyos intermedios
si permite aumento de sección
Figura 8.2.1. Refuerzo de hormigón estructural – recrecido de sección
Objetivos: Dotar a la viga de la sección de hormigón necesaria para controlar las nuevas
condiciones. Aprovechar el aumento de sección para alojar nuevas armaduras de flexión
y/o cortante.
Procedimientos constructivos:
!
descargar la viga
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Procedimientos de Refuerzo
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
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apuntalar las losas y la viga
desbastar cuidadosamente las caras de la viga hasta las barras.
perforar la viga y/o losa para pasar estribos
perforar las vigas para anclar las barras
limpiar muy bien y humedecer
aplicar puente de adherencia en todas las superficies a unir
insertar nuevas barras y estribos
colocar encofrados
hormigonar usando aditivo expansor
curar por 7 días
Alternativas de hormigonado:
!
!
!
!
con
con
con
con
hormigón
hormigón
hormigón
hormigón
tradicional
autocompactante
proyectado sin retracción
prepacking
Herramientas especiales:
!
!
!
!
puntales telescópicos con placa repartidora
escarificador mecánico
taladro percutor
hidrolavador
Materiales a usar:
!
!
!
!
!
!
8.3
hormigón
aditivo puente de adherencia
aditivo expansor
agua
armaduras
encofrados
REFUERZO DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL III
Posibilidad de refuerzo III con laminas metálicas conforme Fig. 8.3.1.
!
!
arquitectura no permite apoyos intermedios
arquitectura no permite aumento de sección
Objetivo: aumentar la cuantía de acero, trabajando a tracción o compresión
Procedimientos constructivos para laminas adheridas con epóxi:
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
descargar la viga
apuntalar las losas y la viga. controlar la horizontalidad.
retirar prolijamente pintura, mortero y/o lechada superficial.
pulir superficie del hormigón con chorro de arena.
la placa debe ser coplanar y tener perforaciones f≤3mm, separadas 200mm
limpiar una cara de la placa con arenado a metal blanco. protegerla del aire
preparar el adhesivo según instrucciones del fabricante.
aplicar aditivo en capa e= ±1.5mm en viga y placa . esperar 3 minutos
adherir placa contra viga, presionando con rodillo para expulsar aire y excesos.
colocar pieza de madera, presionando fuertemente.
instalar puntales telescópicos fuertemente acuñados, uniformemente distribuidos
retirar puntales y madera al tercer día
volver a cargar en una semana
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Procedimientos de Refuerzo
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Figura 8.3.1. Refuerzo de hormigón estructural – laminas metálicas
Procedimientos constructivos para laminas adheridas con pernos:
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
descargar la viga
apuntalar las losas y la viga. controlar la horizontalidad.
retirar prolijamente pintura, mortero y/o lechada superficial.
pulir superficie del hormigón con chorro de arena.
la placa debe ser coplanar y tener perforaciones según proyecto.
limpiar una cara de la placa con arenado calidad comercial. protegerla del aire.
perforar el hormigón y colocar pernos de expansión, según proyecto.
adherir placa contra viga, apretando las tuercas una por medio con llave de torque.
colocar pieza de madera con sacados para las tuercas, presionando fuertemente.
instalar puntales telescópicos fuertemente acuñados, uniformemente distribuidos.
controlar la horizontalidad y reapretar las tuercas si fuere necesario.
retirar puntales y madera y volver a cargar
Materiales a usar:
!
!
adhesivo epóxi, o
pernos de expansión
Herramientas especiales:
!
!
!
!
!
8.4
arenador
espátulas
rodillo de caucho
llave de torque
puntales telescópicos
REFUERZO DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL IV
Posibilidad de refuerzo IV con postensado externo conforme Fig. 8.4.1
!
!
arquitectura no permite apoyos intermedios
arquitectura no permite aumento de sección
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Figura 8.4.1. Refuerzo de hormigón estructural – postensado externo
Objetivo: aumentar la capacidad a flexión de la viga
Procedimientos constructivos:
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
descargar la viga
apuntalar las losas y la viga. controlar horizontalidad.
las grietas existentes deberán limpiarse e inyectarse a presión, antes de pretensar,
según procedimiento señalado en reparación.
perforar las vigas transversales, para pasar los tendones.
preparar la superficie para las placas de anclaje con arenado comercial.
preparar las placas y los tendones con arenado y usar antióxido exterior.
adherir las placas con adhesivo epoxi según procedimiento anterior.
fraguado el adhesivo, insertar los tendones y fijar uno de los extremos.
en otro extremo, instalar dispositivos para anclaje de tendones.
tensar los cables con gato hidráulico a las tensiones del proyecto.
desapuntalar y volver a cargar
Materiales a usar:
!
!
!
!
!
grout epoxi de viscosidad adecuada para inyección.
placas de anclaje
anclajes para pretensado
tendones según proyecto
adhesivo epoxi
Herramientas especiales:
!
!
!
!
!
!
!
8.5
equipo para limpiar grietas
bomba inyectora para grietas
arenador
taladro
espátulas y rodillo
puntales telescópicos
gato hidráulico para tensar
REFUERZO DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL V
Posibilidad de refuerzo V con fibra de carbono conforme Fig. 8.5.1.
!
arquitectura no permite apoyos intermedios
!
arquitectura no permite aumento de sección
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Procedimientos de Refuerzo
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Figura 8.5.1. Refuerzo de hormigón estructural – fibras de carbono
Objetivos: aumentar la capacidad a flexión, adicionando sección de armadura, de mayor
capacidad a tracción que la que posee el acero de refuerzo.
Procedimientos constructivos
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
descargar la viga
apuntalar las losas y la viga. control de horizontalidad
retirar la pintura, el recubrimiento y la lechada superficial.
pulir la superficie con chorro de arena
limpiar la superficie de la banda o lámina, quitando grasas.
preparar el adhesivo siguiendo las instrucciones del fabricante.
aplicar el adhesivo sobre ambas superficies con una espátula e= 1cm
esperar unos minutos
unir ambas superficies, recorriéndola con rodillo de goma para botar el aire y el
exceso de adhesivo.
presionar con pieza de madera en toda la extensión de la superficie.
colocar puntales fuertemente acuñados y uniformemente espaciados
fraguar durante 3 días y esperar 7 días antes de volver a cargar
Materiales a usar
!
!
bandas o láminas de fibras de carbono
adhesivo epóxi
Herramientas especiales
!
!
!
8.6
arenador
espátula y rodillo de goma
puntales telescópicos
ACERO DE REFUERZO EMPOTRADO
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Procedimientos de Refuerzo
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Figura
8.6.1. Acero de refuerzo empotrado con mortero base epoxi
Alcance:
refuerzos estructurales permanentes que mantienen la estética y la
geometría de la sección original.
Sustrato: cortar con cortadora de disco a la profundidad s 0.5cm y escarificar cavidad de
3 x 3 cm. Limpiar con chorro de aire comprimido seco y eventualmente con acetona,
instantes antes de aplicar el puente de adherencia, en el hormigón, con el sustrato seco
El acero de refuerzo debe ser lijado y limpiado con chorro de aire comprimido y estar seco
con ayuda de pasar acetona en la superficie, instantes antes de aplicar el adhesivo.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar el componente endurecedor a
componente resina, mezclar y homogeneizar por 3 minutos. Juntar poco a poco e
agregado y mezclar y homogeneizar por otros 3 minutos
Aplicación: emplear acero de refuerzo corrugado y tener en cuenta la longitud de
traslape para anclaje recto o emplear ganchos en las extremidades fijadas con expansor
de anclaje de base poliéster (fluido). Aplicar el puente de adherencia, adhesivo base epox
(de baja viscosidad) y respetando su tiempo de manipulación y secado, llenar la cavidad
con mortero (tixotropico) de base epoxi compactándolo bien. Se entiende por tiempo de
manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y por tiempo de secado el plazo
total, después de mezclar los componentes del primer o adhesivo, durante el cual e
material es aun adherente. También conocido como tiempo para aplicar la resina.
Terminación: usar fretadora metálica y poner en carga solamente después de 7 días.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epoxi.
8.7
LÁMINAS Y PLACAS METÁLICAS ADHERIDAS AL HORMIGÓN CON
ADHESIVO EPOXI
Alcance: refuerzos estructurales permanentes que mantienen la estética y la geometría
original. No deben ser usados en situaciones de temperaturas elevadas (> 55° C).
Sustrato: retirar capa de mortero y pintura, y eliminar por escarificación la capa
superficial del hormigón. Obtener una superficie plana y rugosa. Si fuera necesario llenar
las cavidades y nivelar la superficie con mortero (tixotrópico) de base epoxi, aplicada
sobre el puente de adherencia formado por adhesivo de base epoxi (de baja viscosidad),
limpiar la superficie del hormigón que deberá estar seca con chorro de aire comprimido o
eventualmente con acetona. Las placas metálicas deben ser preparadas con chorro de
arena o lijadas con equipo eléctrico, com máximo 2 horas antes de colocadas. Instantes
antes de la aplicación del adhesivo de base epoxi (de tratamiento de la superficie de
acero), limpiar y secar la superficie de la placa metálica con chorro de aire comprimido
seco o eventualmente con acetona.
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Procedimientos de Refuerzo
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Preparación: adicionar el componente endurecedor al componente resina; mezclar y
homogeneizar por 3 minutos.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. Las laminas de acero deben tener orificios de
3 mm de diámetro a cada 15 cm para dejar escapar el aire, y deben tener espesura
máxima de 4 mm. Se recomienda fijar las placas con el auxilio de tornillos y tuercas, Estos
tornillos deben ser previamente embebidos en el elemento estructural con expansor de
anclaje de base poliéster (tixotrópico). Aplicar el adhesivo de base epoxi (de baja
viscosidad) en la superficie del hormigón con espesores de 2 a 3 mm. Aplicar el adhesivo
de base epoxi (de tratamiento de la superficie del acero) en la superficie de las placas
metálicas a ser colocadas, Presionar fuertemente las placas metálicas contra la superficie
del elemento estructural, apretando las tuercas y auxiliándose de los puntales
telescópicos, respetando el tiempo de manipulación y secado de los adhesivos. Presionar
hasta obtener espesor uniforme del adhesivo, inferior a 1.5 mm. Se entiende por tiempo
de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y por tiempo de secado e
plazo total, después de mezclar los componentes del primer o adhesivo, durante el cual e
material es aun adherente. También conocido como tiempo para aplicar la resina.
8.7.1. Refuerzo con laminas metálicas adheridas con epoxi
Figura
Terminación: retirar el apuntalamiento después de 48 horas. Eliminar los sobrantes de
adhesivo antes del endurecimiento.
Curado:
poner en carga después de 7 días.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epóxi.
8.8
REFUERZOS DE EMERGENCIA
8.8.1 Laminas y placas metálicas soldadas
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Figura 8.8.1. Refuerzo de emergencia con laminas metálicas soldadas
Alcance:
refuerzos de emergencia y provisional en caso de colapso (sobrecargas
excesivas e incendios).
Aplicación: ajustar ángulos metálicos en las aristas de columnas y vigas. Calentar las
laminas a cerca de 100°C. Las laminas y placas metálicas que harán la función de
estribos y armadura principal deben ser soldarlas a los ángulos. Con el enfriamiento de
las laminas a temperatura ambiente ocurre una compresión del elemento estructural,
lo que garantiza cierta adherencia y aumento rápido de la capacidad de soporte.
8.8.2 Vigas y losas
Figura 8.8.2. Refuerzo de emergencia de vigas y losas
Las vigas y losas deben ser apuntaladas y acuñadas evitándose no forzarlas mucho
pues es muy difícil lograr devolverlas a su posición original. La recuperación y refuerzo
definitivo, cuando es posible, deberán seguir las recomendaciones específicas de este
manual. En la mayoría de las veces es preferible, mas rapido y mas barato, demoler
las losas y reconstruirlas.
8.8.3 Columnas y muros: hormigón lanzado
Figura 8.8.3. Refuerzo de emergencia en muros y columnas con hormigón lanzado
En columnas cizalladas un método rápido es envolver con armadura de refuerzo
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helicoidal y aplicar hormigón lanzado con aditivo acelerador de fraguado. Otra buena
alternativa es envolver con placas y laminas metálicas soldadas.
Para intervención de emergencia, para evitar colapso, en muros de hormigón o
albañilería puede ser conveniente fijar una malla a la superficie y lanzar el hormigón
con aditivo acelerador de fraguado. La recuperación y refuerzo definitivo si fuera
viable, debe seguir las recomendaciones específicas de este manual.
Podría ser empleado el material premezclado y ensacado para hormigón lanzado, preformulado, que facilita y minimiza las operaciones en el lugar.
8.9
REFUERZOS EN VIGAS
8.9.1 Refuerzo de flexión con microhormigón fluido
Alcance: refuerzos donde la mayor dimensión de la sección no supera los 30 cm.
Sustrato: hormigón demolido con la superficie preparada en pendiente 3 a 1,
escarificado y seco, aplicando el puente de adherencia formado por un adhesivo de
base epoxi de baja viscosidad directamente al sustrato seco.
Preparación: en una mezcladora mecánica adicionar agua al microhormigón con
relación agua/polvo de 0.12 a 0,14, durante 3 minutos. Mezclar y homogeneizar por
otros 3 minutos.
Figura 8.9.1. Refuerzos de flexión en vigas con microhormigón fluido
Aplicación: conforme al diseño. si fuera necesario habrá que perforar la viga y colocar
nuevos estribos por lo menos a 20 cm de la cara inferior y fijarlos con expansor de
anclaje de base poliéster (tixotrópico). colocar el nuevo acero de refuerzo longitudinal
distanciado del existente aproximadamente 1 cm en la vertical y 2 cm en la horizontal.
Fijar las puntas del acero de refuerzo longitudinal a 1os pilares con expansor de
anclaje de base poliéster (tixotrópico), con una longitud de anclaje indicada por el
proyecto, mínima de 5cm.
Preparar cimbras herméticas y rígidas. Retirar la cimbra, aplicar adhesivo epoxi (de
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baja viscosidad), recolocar la cimbra y verter el microhormigón fluido respetando su
tiempo de manipulación y secado. El microhormigón fluido debe ser colocado
suavemente y sin ininterrupción por un solo lado de la viga, evitando la formación de
bolsas de aire, hasta alcanzar 10 cm encima de la superficie de contacto con e
hormigón viejo.
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
Terminación: al descimbrar y por lo menos 48 horas después, eliminar los sobrantes,
siempre de abajo para arriba para evitar rasgaduras. Si fuera necesario dar
terminación con mortero polimérico de base cemento (de baja viscosidad).
Curado:
húmedo por 7 días o dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana
de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo. En las primeras 30 horas evitar la
exposición solar directa tapando la superficie.
Cuidados: apuntalar la estructura descargando la viga antes del refuerzo. Retirar los
puntales solamente después de 7 días o más.
8.9.2 Refuerzo de flexión con hormigón
Alcance:
refuerzos con cualquier dimensión.
Sustrato: seco, con aplicación de puente de adherencia formado por adhesivo de base
epoxi (de baja viscosidad).
Preparación: relación agua total/cemento ≤ 0.50; revenimiento de 10 a 15 cm;
aditivo súperfluidificante y tamaño máximo del agregado grueso igual a 1/5 de la
menor dimensión de la pieza.
Figura 8.9.2. Refuerzo de flexión en vigas con hormigón
Aplicación: conforme al diseño. si fuera necesario habrá que perforar la viga y colocar
nuevos estribos por lo menos a 20 cm de la cara inferior y fijarlos con expansor de
anclaje de base poliéster (tixotrópico). colocar el nuevo acero de refuerzo longitudina
distanciado del existente aproximadamente 1 cm en la vertical y 2 cm en la horizontal
Fijar las puntas del acero de refuerzo longitudinal a 1os pilares con expansor de
anclaje de base poliéster (tixotrópico), con una longitud de anclaje indicada por e
proyecto, mínima de 5cm. Preparar cimbras herméticas y rígidas. Retirar la cimbra,
aplicar adhesivo epoxi (de baja viscosidad), recolocar la cimbra y lanzar él hormigón
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respetando su tiempo de manipulación y secado. El hormigón debe ser colocado
suavemente evitando la formación de bolsas de aire. Compactar bien con vibradores
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
Terminación: al descimbrar y por lo menos 48 horas después, eliminar los sobrantes,
siempre de abajo para arriba para evitar rasgaduras. Si fuera necesario, dar
terminación con mortero polimérico de base cemento (de baja contracción).
Curado: saturado de agua por 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica o
parafina (membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo, inmediatamente
después de descimbrar.
Cuidados: apuntalar la estructura descargando la viga antes de la ejecución de
refuerzo. Retirar los puntales solamente después de 21 días.
8.9.3 Refuerzo de flexión con hormigón lanzado
Figura 8.9.3. Refuerzo de flexión en vigas con hormigón lanzado
Alcance: refuerzos con cualquier dimensión.
Sustrato: saturado y con la superficie seca sin encharcamientos.
Preparación: agregado grueso con tamaño máximo característico ≤ 19 mm;
dosificación en masa de 1 de cemento para 2 a 2.5 de arena mas agregado grueso;
relación agua total/cemento de 0.35 a 0.50. Podria ser usado el material premezclado
para hormigón lanzado, que minimiza y facilita las operaciones en el lugar.
Aplicación: iniciar la aplicación de hormigón lanzado por los cantos y las cavidades,
revistiendo seguidamente el acero de refuerzo. Lanzar en capas sucesivas de 5 cm de
espesor, hasta alcanzar el espesor deseado. Utilizar aditivo acelerador de fraguado
para disminuir el rebote y ayudar en la formación de la primera capa de hormigón. Los
sobrantes de hormigón beberán ser eliminados con un enrasado.
Terminación: con frota de madera o apenas con enrasado o incluso "a lo natural"
imitando un "salpicado".
Curado: húmedo por 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica o parafina
(membrana de curado) aplicadas con pistola. En las primeras 30 horas evitar la
irradiación solar directa tapando la superficie.
8.9.4 Refuerzo de flexión con laminas o placas metálicas adheridas con
epoxi
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Figura 8.9.4. Refuerzo de flexión en vigas con laminas o placas metálicas adheridas con epoxi
Alcance: refuerzos permanentes. No deben ser usados en situaciones de temperaturas
elevadas (>55° C)
Sustrato: eliminar los revestimientos de pintura y de mortero, lijar la capa superior de
hormigón (nata del hormigón). Formar una superficie plana y rugosa. Si fuera
necesario rellenar las cavidades y regularizar la superficie con mortero (tixotrópico) de
base epoxi, aplicado sobre el puente de adherencia, adhesivo base epoxi (de baja
viscosidad). Instantes antes de aplicar el puente de adherencia, limpiar la superficie de
hormigón - que deberá estar seca - con chorro de aire comprimido o eventualmente
con acetona. Las laminas o placas de acero deben ser preparadas con chorro de arena
o con lijado eléctrico, como máximo 2 horas antes de colocadas, hasta la condición de
metal blanco. Instantes antes de la aplicación del adhesivo de base epoxi (de
tratamiento de la superficie del acero), limpiar y secar las superficies de las placas
metálicas con chorro de aire comprimido seco, o eventualmente, con acetona
Preparación: adicionar el componente endurecedor al componente resina, mezclar y
homogeneizar por 3 minutos
Aplicación: debe estar conforme al diseño. Las placas de acero deben tener orificios
de 3 mm de diámetro a cada 15 cm para dejar escapar el aire, y deben tener espesor
máxima de 4 mm. Se recomienda fijar las placas con el auxilio de tornillos y tuercas.
Estos tornillos deben ser previamente embebidos en el elemento estructural con
expansor de anclaje de base poliéster (tixotrópico). Aplicar el puente de adherencia,
adhesivo base epóxi (de baja viscosidad) en la superficie del hormigón con espesores
de 2 a 3 mm.
Aplicar el adhesivo de base epoxi (de tratamiento de la superficie del acero) en la
superficie de las placas metálicas a ser colocadas. Presionar fuertemente las placas
metálicas contra la superficie del elemento estructural, apretando las tuercas y con
auxilio de los puntales telescópicos, respetando el tiempo de manipulación y secado de
los adhesivos. Presionar hasta obtener espesor uniforme del adhesivo, inferior a 1.5
mm.
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
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Terminación: retirar el apuntalamiento después de 48 horas. Eliminar los sobrantes
de adhesivo antes del endurecimiento
Curado: no hay, poner en carga solamente después de 7 días
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección yen locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epoxi.
8.9.5 Refuerzo de corte con mortero epóxi
Figura 8.9.5. Refuerzo de cortante en vigas con mortero epoxi
Alcance: conservación de la geometría original
Sustrato: cortar con cortadora de disco (≤ 0.5 cm para superficies verticales y ≥ 1.0
cm para superficies horizontales). Escarificar ranura de 3 x 3 cm.
Limpiar la superficie con chorro de aire seco comprimido y eventualmente con acetona,
instantes antes de aplicar el puente de adherencia al hormigón con la superficie seca.
El acero de refuerzo debe ser lijado y limpiado con chorro de aire seco comprimido o
acetona, instantes antes de la aplicación del adhesivo, hasta la condición de meta
blanco.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar el componente endurecedor a
componente resina, mezclar y homogeneizar por 3 minutos. Juntar poco a poco los
agregados y homogeneizar por otros 3 minutos.
Aplicación: debe estar conforme al diseño de rehabilitación. Emplear varilla corrugada
y tener en cuenta las longitudes de traslape para el anclaje recto, o aplicar ganchos
rectos en los extremos fijándolos con expansor de anclaje de base poliéster
(tixotropico). Aplicar el puente de adherencia, adhesivo base epoxi (de baja viscosidad)
respetando su tiempo de manipulación y secado. Llenar la ranura con mortero
(tixotropico) de base epoxi, correctamente compactado.
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
Terminación: frota metálica. Poner en carga solo después de 7 días
Curado:
proteger de la radiación solar directa durante las primeras 5 horas
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección en locales ventilados y
limpiar el equipo y las herramientas con un solvente antes de la polimerización de
sistema epoxi.
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8.9.6 Refuerzo de corte con laminas o placas metálicas adheridas con
epoxi
Alcance: refuerzos estructurales permanentes que mantienen la estética y la
geometría original de las vigas. No deben ser usados en situaciones de temperaturas
elevadas (> 55° C).
Sustrato: eliminar los revestimientos de pintura y capas de mortero, escarificar la cara
superior del hormigón (nata o lechada del hormigón). Formar una superficie plana y
rugosa. Si fuera necesario rellenar cavidades y regularizar la superficie con mortero
(tixotrópico) de base epoxi, aplicado sobre el puente de adherencia, adhesivo base
epoxi (de baja viscosidad). Instantes antes de aplicar el puente de adherencia, limpiar
la superficie del hormigón - que deberá estar seca- con chorro de aire comprimido o
eventualmente con acetona. Las placas de acero deben ser preparadas con chorro de
arena o con lijado eléctrico, como máximo 2 horas antes de colocadas, hasta la
condición de metal blanco. Instantes antes de la aplicación del adhesivo de base epox
(de tratamiento de la superficie del acero), limpiar y secar la superficies de las placas
metálicas con charro de aire comprimido seco, 0 eventualmente, con acetona.
Preparación: adicionar el componente endurecedor al componente resina, mezclar y
homogeneizar por 3 minutos.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. Las placas de acero deben tener orificios
de 3 mm de diámetro a cada 15 cm para dejar escapar el aire, y deben tener espesor
máximo de 4 mm. Se recomienda fijar las placas con el auxilio de tornillos y tuercas
Estos tornillos deben ser previamente embebidos en el elemento estructural con
expansor de anclaje de base poliéster (tixotrópico).
Aplicar el puente de adherencia, adhesivo base epoxi (de baja viscosidad) en la
superficie del hormigón con espesores de 2 a 3 mm. Aplicar el adhesivo de base epox
(de tratamiento de la superficie del acero) en la superficie de las placas metálicas a ser
colocadas. Presionar fuertemente las placas metálicas contra la superficie del elemento
estructural, apretando las tuercas y con el auxilio de los puntales telescópicos,
respetando el tiempo de manipulación y secado de los adhesivos. Presionar hasta
obtener espesor uniforme del adhesivo, inferior a 1.5 mm.
Figura 8.9.6. Refuerzo de corte en vigas con laminas o placas metálicas adheridas con epoxi
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
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Terminación: retirar el apuntalamiento después de 48 horas. Eliminar los sobrantes
de adhesivo antes del endurecimiento.
Curado:
no hay, poner en carga solamente después de 7 días.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección yen locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epoxi.
8.9.7 Refuerzo de torsión con mortero o microhormigón fluido
Alcance:
!
!
espesor ≤ 6 cm - mortero fluido de base cemento
espesor ≤ 30 cm - microhormigón fluido
Sustrato: hormigón demolido con la superficie perfilada en inclinación 3 a 1,
escarificado y seco con aplicación de puente de adherencia, adhesivo base epoxi (de
baja viscosidad).
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar agua al polvo en la relación
agua/polvo de 0,12 a 0.14 para el mortero fluido de base cemento y 0.12 para e
microhormigón fluido. Mezclar y homogeneizar por 3 minutos.
Figura 8.9.7. Refuerzo de corte en vigas con mortero o microhormigón fluido
Aplicación: debe estar conforme al diseño. Colocar el nuevo acero de refuerzo
longitudinal distanciado del existente aproximadamente 1 cm en la vertical y 2 cm en
la horizontal. Ahogar las puntas del acero de refuerzo longitudinal a los pilares con
expansor de anclaje de base poliéster (tixotropico), con una longitud de anclaje
indicada por el proyecto, como mínimo 6 cm.
Preparar cimbras herméticas y rígidas. Retirar la cimbra, aplicar adhesivo epoxi (de
baja viscosidad), recolocar la cimbra y verter la lechada o el microhormigón mortero
fluido de base cemento o microhormigón fluido respetando su tiempo de manipulación
y secado. La lechada de cemento y él microhormigón debe ser colocado suavemente y
sin interrupción por un solo lado de la viga hasta que aparezca del otro lado, evitando
la formación de bolsas de aire.
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
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Terminación: al retirar la cimbra y después de por lo menos 48 horas, cortar los
sobrantes, siempre de abajo para arriba evitando rasgaduras. Si fuera necesario, se
termina con mortero polimérico de base cemento (de baja contracción).
Curado:
húmedo por 7 días o dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana
de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo inmediatamente después de
descimbrar. En las primeras 36 horas evitar la irradiación solar directa tapando la
superficie.
Cuidados: apuntalar la estructura descargando la viga antes de la ejecución de las
reparaciones. Retirar los puntales solo después de 7 días.
8.9.8 Refuerzo de torsión con hormigón
Figura 8.9.8. Refuerzo de torsión en vigas, con hormigón
Alcance: refuerzos en cualquier dimensión.
Sustrato: seco, con aplicación de puente de adherencia formado por adhesivo de base
epoxi (de baja viscosidad).
Preparación: relación agua total/cemento 0.50; revenimiento de l0 a 15 cm; aditivo
superplastificante y tamaño máximo del agregado grueso igual a 1/4 de la menor
dimensión de la pieza.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. Colocar el nuevo acero de refuerzo
longitudinal distanciado del existente aproximadamente 1 cm en la vertical y 2 cm en
la horizontal. Ahogar las puntas del acero de refuerzo longitudinal a los pilares con
expansor de anclaje de base poliéster (tixotropico), con una longitud de anclaje
indicada por el diseño, como mínimo 6 cm. preparar cimbras herméticas y rígidas
Retirar la cimbra, aplicar adhesivo epoxi (de baja viscosidad), recolocar la cimbra y
colar respetando el tiempo de manipulación y secado del adhesivo. el hormigón debe
ser vertido por un solo lado de la viga hasta que aparezca del otro lado, evitando la
formación de balsas de aire. Compactar con vibradores.
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
Terminación: frota de madera
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Curado: saturado de agua por 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo, inmediatamente
después de descimbrar.
Cuidados: apuntalar la estructura descargando la viga antes de la ejecución del
refuerzo. Retirar los puntales solamente después de 21 días.
8.9.9 Refuerzo de torsión con hormigón lanzado
Figura 8.9.9. Refuerzo de torsión en vigas con hormigón lanzado
Alcance:
refuerzos en cualquier dimensión.
Sustrato: saturado y con la superficie seca sin encharcamientos.
Preparación: agregado grueso con tamaño máximo característico ≤ 19 mm;
dosificación en masa de 1 de cemento para 2 a 2.5 de arena y agregados; relación
agua total/cemento de 0.35 a 0.50. podría ser usado un material premezclado para
hormigón lanzado, que minimiza y facilita las operaciones en el lugar.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. colocar el nuevo acero de refuerzo
longitudinal distanciado del existente aproximadamente 1 cm en la vertical y 2 cm en
la horizontal. ahogar las puntas del acero de refuerzo longitudinal a los pilares con
expansor de anclaje de base poliéster (tixotropico), con una longitud de anclaje
indicada por el diseño, como mínimo 6 cm. iniciar el lanzado de hormigón por los
cantos y las cavidades, revistiendo seguidamente el refuerzo. aplicar el hormigón
lanzado en capas secuenciales de espesor ≤ 5 cm, hasta alcanzar el espesor deseado.
Utilizar aditivo acelerador de fraguada. los sobrantes de hormigón deberán ser
eliminados con un enrasado.
Terminación: con frota de madera a apenas con el enrasado, o hasta "a lo natural"
imitando un "salpicado".
Curado:
húmedo por 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana
de curado) aplicadas con pistola. en las primeras 36 horas evitar la radiación solar
directa tapando la superficie.
8.9.10
Refuerzo de torsión con laminas o placas metálicas adheridas
con epoxi
Alcance: refuerzos permanentes. no deben ser usados en situaciones de temperaturas
elevadas (> 55° C).
Sustrato: eliminar los revestimientos de pintura y capa de mortero, escarificar la capa
superior del hormigón (nata del hormigón). formar una superficie plana y rugosa. si
fuera necesario rellenar cavidades y regularizar la superficie con mortero (tixotrópico)
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de base epoxi, aplicado sabre el puente de adherencia, adhesivo base epoxi (de baja
viscosidad). instantes antes de aplicar el conector, limpiar la superficie del hormigón que deberá estar seca - con chorro de aire comprimido o eventualmente con acetona
las placas de acero deben ser preparadas con chorro de arena o con lijado eléctrico,
como máximo 2 horas antes de colocadas, hasta la condición de metal blanco
instantes antes de la aplicación del adhesivo de base epoxi (de tratamiento de la
superficie del acero), limpiar y secar la superficies de las placas metálicas con chorro
de aire comprimido seco, o eventualmente, con acetona.
Preparación: adicionar el componente endurecedor al componente resina, mezclar y
homogeneizar por 3 minutos.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. las placas de acero deben tener orificios de
3 mm de diámetro a cada 15 cm para dejar escapor el aire, y deben tener espesor
máximo de 4 mm. se recomienda fijar las placas con el auxilio de tornillos y tuercas
estos tornillos deben ser previamente embebidos en el elemento estructural con
expansor de anclaje de base poliéster (tixotrópico). aplicar el puente de adherencia,
adhesivo base epoxi (de baja viscosidad) en la superficie del hormigón con espesores
de 2 a 3 mm. aplicar el adhesivo de base epoxi (de tratamiento de la superficie de
acero) en la superficie de las placas metálicas a ser colocadas. presionar fuertemente
las placas metálicas contra la superficie del elemento estructural, apretando las tuercas
y con auxilio de los puntales telescópicos, respetando el tiempo de manipulación y
secado de los adhesivos. presionar hasta obtener espesor uniforme del adhesivo,
inferior a 1.5 mm.
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
Figura 8.9.10. Refuerzo de torsión en vigas con laminas o placas adheridas con epoxi
Terminación: retirar el apuntalamiento después de 48 horas. eliminar los sobrantes
de adhesivo antes del endurecimiento.
Curado:
poner en carga solamente después de 7 días.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epoxi.
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8.10 REFUERZOS EN COLUMNAS
8.10.1
Refuerzo con microhormigón fluido
Alcance: cuando él espesor en la sección transversal es ≤ 6 cm utilizar mortero fluido
de base cemento y cuando él espesor en la sección transversal es ≤ 30 cm utilizar
microhormigón fluido.
Sustrato: desbastar las aristas y eliminar todo el hormigón dañado del núcleo de la
columna original. escarificar o erosionar (con chorro de arena) la superficie de
hormigón viejo para mejorar la adherencia tanto de la columna como de la viga, la losa
y el cimiento. el sustrato debe estar seco y sobre él debe ser aplicado el puente de
adherencia, adhesivo base epoxi (de baja viscosidad).
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar agua al polvo en una relación
agua/polvo igual a 0,12 a 0.14, para el mortero fluido de base cementa y 0,11 a 0.13
para el microhormigón fluido. mezclar y homogeneizar por 3 minutos.
Figura 8.10.1. Refuerzo de columnas con microhormigón fluido
Aplicación: debe estar conforme al diseño. perforar las losas o cimientos para anclar
las barras longitudinales a una profundidad ≤ 6 cm. limpiar las perforaciones en seco y
fijar las barras longitudinales en los estribos, tanto para mantenerla a 1.5 cm de
núcleo como para garantizar un recubrimiento mínimo de 1.5 cm. ajustar las cimbras
en tramos de altura máximo 1,10 m. retirarlas y aplicar el puente de adherencia, adhesivo epoxi (de baja viscosidad). recolocar la cimbra y verter el mortero fluido de base
cementa o microhormigón fluido. descimbrar pasadas 48 horas, y repetir la operación
en el tramo superior. en el último tramo el material deberá ser vertido a través de los
orificios practicados a la losa.
En caso que esto último no sea posible, entonces rellenar a una altura no superior a 8
cm con mortero seco del tipo mortero seco de base cemento descrito en este Manual.
Curado: húmedo por 7 días o dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana de
curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo inmediatamente después de descimbrar.
Cuidados: apuntalar la estructura descargando la columna. retirar los puntales
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sólamente después de 7 días.
8.10.2
Refuerzo con mortero fluido base epoxi
Figura 8.10.2. Refuerzo de columnas con mortero fluido base epoxi
Alcance:
espesor en la sección transversal de 1 a 4 cm pudiendo llegar a 7cm para
morteros especiales
Sustrato: desbastar las aristas y eliminar todo el hormigón dañado del núcleo de la
columna original. escarificar o erosionar (con chorro de arena) la superficie del
hormigón viejo para mejorar la adherencia tanto de la columna coma de la viga, la
losa y el cimiento. instantes antes de verter el mortero, limpiar con chorro de aire
comprimido seco o acetona
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar el componente endurecedor al
componente resina, mezclar y homogeneizar por 3 minutes. juntar poco a poco el
agregado y homogeneizar por otros 3 minutes
Aplicación: debe estar conforme al diseñó. perforar las losas o cimientos para anclar
las barras longitudinales una profundidad ≥6 cm. limpiar las perforaciones a seco y
fijar las barras longitudinales con expansor de anclaje de base poliéster (tixotrópico).
colocar separadores en el acero de refuerzo longitudinal y en los estribos, tanto para
mantenerlo a 1.0 cm del núcleo como para garantizar un recubrimiento mínimo de 1.0
cm. ajustar las cimbras en tramos de altura máxima 1.10 m. verter la lechada,
compactando cuidadosamente para retirar balsas de aire. emplear desmoldantes en la
cimbra y descimbrar pasadas 3 horas, repitiendo la operación en el tramo superior. en
el último tramo la lechada deberá ser vertida a través de los orificios practicados a la
losa.
Curado: poner en carga solamente pasados 2 días.
Cuidados: siempre que posible apuntalar la estructura descargando la columna.
retirar los puntales después de más de 2 días.
8.10.3
Refuerzo con hormigón
Alcance: cualquier dimensión siempre que ≥ 6.0 cm
Sustrato: seco, con aplicación de puente de adherencia formado por adhesivo de base
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epóxi (de baja viscosidad)
Preparación: relación agua total/cemento ≤ 0.50; revenimiento de 10 a 15 cm;
aditivo superplastificante y tamaño máximo del agregado grueso igual a 1/4 de la
menor dimensión de la pieza
Figura 8.10.3. Refuerzo de columnas con hormigón
Aplicación: debe estar conforme al diseño. perforar las losas o cimientos para anclar
las barras longitudinales a una profundidad ≤6 cm. limpiar las perforaciones a seco y
fijar las barras longitudinales con expansor de anclaje de base poliéster (tixotropico)
colocar separadores en el acero de refuerzo longitudinal y en los estribos, tanto para
mantenerlo a 2.0 cm del núcleo coma para garantizar un recubrimiento mínimo de 2.0
cm. retirarlos y aplicar el puente de adherencia, adhesivo epoxi (de baja viscosidad)
recolocar la cimbra y verter el hormigón, compactándolo bien. emplear desmoldante
descimbrar después de 48 horas y repetir la operación en el tramo superior. el último
tramo no debe tener una altura superior a 30 cm y el hormigón deberá ser vertido a
través de los orificios practicados a la losa. en caso que esto ultimo no sea posible,
entonces se debe realizar un relleno a una altura no superior a 8 cm con mortero seco
del tiro mortero base cementa, conforme lo descrito en este Manual.
Curado:
saturado de agua por 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo, inmediatamente después
de descimbrar. en las primeras 36 horas evitar la radiación solar directa tapando la
superficie
Cuidados: siempre que posible apuntalar la estructura y descargar la columna. retirar
los puntales solamente después de 14 días
8.10.4
Refuerzo con hormigón lanzado
Alcance: cualquier dimensión ≤ 5.0 cm
Sustrato: saturado y con superficie seca sin encharcamientos
Preparación: agregado grueso con tamaño máximo característico 19 mm; dosificación
en masa de 1 de cementa para, 2 a 2.5 de arena y agregados gruesos; relación agua
total/cemento de 0.35 a 0.50. podría ser usado el material premezclado para hormigón
lanzado, que minimiza y facilita las operaciones en el lugar.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. perforar las losas o cimientos para anclar
las barras longitudinales con una profundidad ≥ 6 cm. limpiar las perforaciones a seco y
fijar las barras longitudinales con expansor de anclaje de base poliéster (tixotropico)
colocar separadores en el acero de refuerzo longitudinal y en los estribos, tanto para
mantenerla a 2.0 cm del núcleo como para garantizar un recubrimiento mínimo de 2.0
cm.
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Aplicar el concreta lanzado por los cantos y las cavidades, revistiendo seguidamente el
acero de refuerzo. aplicar el hormigón lanzado en capas secuenciales de 5 cm de
espesor, hasta alcanzar el espesor deseado. no utilizar aditivo acelerador de fraguado.
los sobrantes de hormigón deberán ser eliminados con un enrasado.
Terminación: con frota de madera o apenas con el enrasado, o hasta "a lo natural"
imitando un "salpicado".
Curado: húmedo por 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana de
curado) aplicadas con pistola. en las primeras 36 horas evitar la radiación solar directa
tapando la superficie.
Cuidados: apuntalar la estructura y descargar la columna. retirar los puntales solo
después de 14 días.
Figura 8.10.4. Refuerzo de columnas con hormigón lanzado
8.10.5
Refuerzo con laminas o placas metálicas adheridas con epoxi
Alcance: refuerzos permanentes.
temperaturas elevadas (> 55° C).
no
deben
ser
usados
en
situaciones
de
Sustrato: eliminar los revestimientos de pintura y capa de mortero, escarificar la capa
superior del hormigón (nata del hormigón). formar una superficie plana y rugosa. si
fuera necesario rellenar cavidades y regularizar la superficie con mortero (tixotrópico)
de base epoxi, aplicado sobre el un puente de adherencia, adhesivo base epoxi (de
baja viscosidad). Instantes antes de aplicar el puente de adherencia, limpiar la superficie del hormigón que deberá estar seca, con chorro de aire comprimido o
eventualmente con acetona, hasta la condición de metal blanco. las placas de acero se
deben preparar con chorro de arena o con lijado eléctrico como máximo 2 horas antes
de colocarlas. Instantes antes de la aplicación del adhesivo de base epoxi (de
tratamiento de la superficie del acero), limpiar y secar la superficies de las placas
metálicas con chorro de aire comprimido seco, o eventualmente, con acetona.
Preparación: adicionar el componente endurecedor al componente resina, mezclar y
homogeneizar 3 minutos.
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Figura 8.10.5. Refuerzo de columnas con laminas o placas adheridas con epoxi
Aplicación: debe estar conforme el diseño. las placas de acero deben tener orificios de
3 mm de diámetro a cada 15 cm para dejar escapar el aire, y deben tener espesor
máximo de 4 mm. se recomienda fijar las placas con el auxilio de tornillos y tuercas
estos tornillos deben ser previamente embebidos en el elemento estructural con
expansor de anclaje de base poliéster (tixotrópico). aplicar el puente de adherencia,
adhesivo base epoxi (de baja viscosidad) en la superficie del hormigón con espesor de
2 a 3 mm.
Aplicar el adhesivo de base epoxi (de tratamiento de la superficie del acero) en la
superficie de las placas metálicas a ser colocadas.
Presionar fuertemente las placas metálicas contra la superficie del elemento
estructural, apretando las tuercas y con auxilio de los puntales telescópicos inclinados
respetando el tiempo de manipulación y secado de los adhesivos. presionar hasta
obtener espesor uniforme del adhesivo, inferior a 1.5 mm. .
Se entiende por tiempo de manipulación el plazo disponible para aplicar el producto y
por tiempo de secado el plazo total, después de mezclar los componentes del primer o
adhesivo, durante el cual el material es aun adherente. También conocido como tiempo
para aplicar la resina.
Terminación: retirar el apuntalamiento después de 48 horas. eliminar los sobrantes
de adhesivo antes del endurecimiento.
Curado: poner en carga solamente después de 7 días.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar el equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización de
sistema epoxi.
8.11 REFUERZO DE LOSAS
8.11.1
Refuerzo de momentos torsionantes con microhormigón
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Figura 8.11.1. Refuerzo de momentos torsionantes en losas con microhormigón
Alcance: espesor ≤ 1 0 cm " microhormigón. Para espesores mayores que 5 cm
utilizar hormigón.
Sustrato: cortar con cortadora de disco a la profundidad mínima de 1.0 cm. tratar que
la línea de corte quede alejada por lo menos 50 cm de la ultima fisura o atendiendo los
requerimientos del diseño. eliminar de la parte superior en un espesor de hormigón de
3 cm. el sustrato debe estar saturado y seco, sin encharcamientos.
Preparación: colocar el grout (microhormigón) en una mezcladora mecánica adicionar
agua al polvo, en proporción agua/polvo igual a 0.12 a 0,14, mezclar y homogeneizar
por 3 minutos.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. colocar el nuevo acero de refuerzo a 45°
según el proyecto, fijando los extremos de las barras con expansor de anclaje de base
poliéster (fluido). para fijarlo a las perforaciones usar ganchos a 90° con por lo menos
4cm de profundidad. con la superficie del hormigón saturada pero sin
encharcamientos, verter el microhormigón de endurecimiento rápido.
Presionar fuertemente para obtener una buena compactación y llenado. cuando la
profundidad de la fisura supera la del hormigón eliminado, es conveniente antes de
fijar el refuerzo, inyectar mortero de base epoxi en la fisura conforme instrucciones en
este Manual.
Terminación: con frota de madera o metálica. poner en carga a los 14 días.
Curado: dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana de curado) aplicadas con
pistola inmediatamente después de efectuar la reparación.
8.11.2
Refuerzo de momentos torsores con hormigón
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Figura 8.11.2. Refuerzo de momento torsionantes en losas con hormigón
Alcance: cualquier dimensión ≤ 10 cm.
Sustrato: cortar con cortadora de disco a la profundidad mínima de 1.0 cm. tratar que
la línea de corte quede alejada por lo menos 50 cm de la ultima fisura o atendiendo los
requerimientos del proyecto. eliminar de la parte superior un espesor de hormigón de
3 cm
Preparación: relación agua total/cemento ≤ 0.50; revenimiento de 8 a 12 cm; aditivo
plastificante y tamaño máximo característico del agregado de ≤ 1/4 del espesor a
rellenar.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. colocar el nuevo acero de refuerzo a 45°
según el proyecto, fijando los extremos de las barras con expansor de anclaje de base
poliéster (fluido). para fijarla a las perforaciones usar ganchos a 90° con por lo menos
4 cm de profundidad. limpiar la superficie con chorro de aire comprimido seco o
acetona y aplicar puente de adherencia, adhesivo base epoxi (de baja viscosidad)
sobre el sustrato seco. presionar fuertemente el hormigón para obtener una buena
compactación y llenado. cuando la profundidad de la fisura supera la del hormigón
eliminado, es conveniente antes de fijar las armaduras, inyectar mortero base epoxi en
la fisura conforme instrucciones de este Manual.
Curado: saturar con agua durante 14 días o aplicar dos manos de adhesivo base
acrílica o parafina (membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo, al
iniciar el fraguado. en las primeras 36 horas evitar la radiación solar directa tapando la
superficie.
8.11.3
Refuerzo de momento torsionante
metálicas adheridas con epoxi
con
laminas
o
placas
Alcance: refuerzos permanentes. no deben ser usados en situaciones de temperaturas
elevadas (> 55° C).
Sustrato: eliminar los revestimientos de pintura y capas de mortero, escarificar la
capa superior del hormigón (nata del hormigón). formar una superficie plana y rugosa.
si fuera necesario rellenar cavidades y regularizar la superficie con mortero
(tixotrópico) de base epóxi, aplicado sobre el puente de adherencia, con adhesivo base
epóxi (de baja viscosidad). instantes antes de aplicar el puente de adherencia, limpiar
la superficie del hormigón que deberá estar seca, con chorro de aire comprimido o
acetona hasta la condición de metal blanco. las placas de acera deben ser preparadas
con chorro de arena o con lijado eléctrico con máximo 2 horas antes de colocarlas.
Preparación: adicionar el componente endurecedor al componente resina, mezclar y
homogeneizar por 3 minutos.
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Aplicación: debe estar conforme al diseño. las placas de acero deben tener orificios
de 3 mm de diámetro a cada 15 cm para dejar escapar el aire, y deben tener espesor
máximo de 4 mm. se recomienda fijar las placas con el auxilio de tornillos y tuercas.
estos tornillos deben ser previamente embebidos en el elemento estructural con
expansor de anclaje de base poliéster (fluido). aplicar el puente de adherencia, con
adhesivo base epoxi (de baja viscosidad) en la superficie del hormigón con espesor de
2 a 3 mm.
Aplicar el adhesivo de base epóxi (de tratamiento de la superficie del acero) en la
superficie de las placas metálicas a ser colocadas. presionar fuertemente las placas
metálicas contra la superficie del elemento estructural, apretando las tuercas y con
auxilio de los puntales, respetando el tiempo de manipulación y secado de los
adhesivos. presionar hasta obtener espesor uniforme del adhesivo, inferior a 1.5 mm.
Terminación: retirar el apuntalamiento después de 48 horas. eliminar los sobrantes
de adhesivo antes del endurecimiento.
Curado: poner en carga solamente después de 7 días.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epóxi.
Figura 8.11.3. Refuerzo de momento torsionante en losas con laminas o placas metálicas adheridas con epoxi
8.11.4
Refuerzo de flexión con mortero base epoxi
Alcance: rellenado de sulcos.
Substrato: cortar con cortadora de disco (1.0 cm para superficies horizontales).
escarificar ranura de 3 x 3 cm. limpiar la superficie con charro de aire comprimido y
acetona, instantes antes de aplicar el conectar (puente) de adherencia, al hormigón.
La armadura debe ser lijada y limpiada con chorro de aire seco comprimido o acetona,
instantes antes de la aplicación del adhesivo sobre la superficie seca.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar el componente endurecedor al
componente resina, mezclar y homogeneizar por 3 minutos. juntar poco a poco el
agregado y homogeneizar por otros 3 minutos.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. emplear varilla corrugada y tener en
cuenta las longitudes de traslape para el anclaje recto, o aplicar ganchos rectos en los
extremos fijándolos con expansor de anclaje de base poliéster (fluido). aplicar el conectar (puente) de adherencia, adhesivo base epoxi (de baja viscosidad) respetando
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su tiempo de manipulación y secado llenar la ranura con mortero (tixotrópico) de base
epoxi, correctamente compactado.
Figura 8.11.4. Refuerzo de flexión en losas con mortero epoxi armadura positiva
Terminación: frota metálica. poner en carga sólo después de7 días.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección en locales ventilados y
limpiar el equipo y las herramientas con un solvente antes de la polimerización del
sistema epoxi.
8.11.5
Refuerzo de flexión con mortero base cemento
Alcance: llenado de sulcos en reparaciones de menor responsabilidad.
Sustrato: cortar con cortadora de disco (1.0 cm para superficies horizontales).
escarificar ranura de 3 x 3 cm. el acero de refuerzo debe ser lijado y limpiado con
charro de aire comprimido y acetona.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar el componente endurecedor al
componente resina, mezclar y homogeneizar por 3 minutos.
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Figura 8.11.5. Refuerzo de flexión de losas con mortero base cemento modificado con polimeros
Aplicación: debe estar conforme al diseño. emplear varilla corrugada y tener en
cuenta las longitudes de traslape para el anclaje recto, o aplicar ganchos rectos en los
extremos fijándolos con expansor de anclaje de base poliéster (fluido). Con la superficie del hormigón saturada pero no encharcada, aplicar puente de adherencia constituida por pasta de cemento: adhesivo de base acrílica:agua en relación 3:1:1, en
volumen, y colocar el mortero polimérico de base cemento (de baja contracción).
presionar fuertemente para obtener buena compactación y llenado de la cavidad.
Terminación: frota de madera, espuma de goma o metálica. poner en carga solo
después de 21 días.
Curado: húmedo por 7 días o dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana de
curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo, al iniciar el fraguado. en las primeras
36 horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
8.11.6
Refuerzo de flexión con hormigón
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Procedimientos de Refuerzo
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Figura 8.11.6. Refuerzo de flexión en losas con hormigón
Alcance: formación de nueva capa resistente ≤ 5.0 cm.
Sustrato: escarificar o usar chorro de arena, eliminar la nata de cementa y la
suciedad superficial del hormigón. limpiar con chorro de aire comprimido o acetona
instantes antes de aplicar sobre la superficie seca, el puente de adherencia, adhesivo
base epóxi (de baja viscosidad).
Preparación: relación agua/cemento ≤ 0.50; revenimiento de 80 a 120 mm; aditivo
plastificante y tamaño máximo característico del agregado grueso igual a 1/4 del
menor espesor.
Aplicación: posicionar el acero de refuerzo debe estar conforme al diseño, y verter el
hormigón respetando el tiempo de manipulación y secado del adhesivo base epoxi (de
baja viscosidad). compactar correctamente.
Terminación: frota de madera, espuma de goma o metálica. poner en carga solo
después de 21 días.
Curado: húmedo durante 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica o parafina
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo, al empezar el fraguado.
en las primeras 36 horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
8.11.7
Refuerzo de flexión con hormigón lanzado
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Procedimientos de Refuerzo
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Figura 8.11.7. Refuerzo de flexión en losas con hormigón lanzado
Alcance: espesores ≤ 10 cm.
Sustrato: escarificar o usar chorro de arena, eliminar la nata de cemento superficial
del hormigón. el sustrato debe estar saturado y con la superficie seca, sin
encharcamiento.
Preparación: agregado grueso con tamaño máximo característico de 1/4 del menor
espesor, dosificación en masa seca 1 de cemento para 2 a 2.5 de arena y agregado
grueso, relación agua/cemento de 0.35 a 0.50.
Aplicación: debe estar conforme al diserio. fijar el nuevo acero de refuerzo según el
proyecto a través de tornillos embebidos en el hormigón o fijándolo al refuerzo
existente.
El nuevo acero de refuerzo deberá quedar alejado por lo menos 0.5 cm de la superficie
del hormigón antiguo 10 que se logra usando separadores. verter el hormigón con
equipas de aire comprimido con espesor mínimo total de 3 cm. según el proyecto este
espesor podrá aumentarse para satisfacer los requerimientos, cuando el diagnóstico
del problema fuera ambiente agresivo al acero de refuerzo y si se tratara de losas
apoyadas o continuas, deben ser previstos los anclajes en las extremidades, junta a
las vigas, utilizándose expansor de anclaje de base poliéster (tixotropico). no emplear
aditivo acelerador de fraguado. el hormigón sobrante será retirado mediante
enrasamiento.
Terminación: frota de madera, o arenas enrasado, o natural como salpicado.
Curado: húmedo durante 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha 0 rodillo, al comenzar el
fraguado. en las primeras 36 horas evitar la radiación solar directa tapando la
superficie.
8.11.8
Refuerzo de flexión con laminas o placas metálicas adheridas
con epóxi
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Procedimientos de Refuerzo
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Figura 8.11.8. Refuerzo de flexión en losas con laminas o placas metálicas adheridas con epoxi
Alcance: refuerzos estructurales permanentes que mantienen la estética y la
geometría. no deben ser usados en situaciones de temperaturas elevadas (> 55° C).
Sustrato: eliminar los revestimientos de pintura y capas de mortero, escarificar la
capa superior del hormigón (nata del hormigón). formar una superficie plana y rugosa.
si fuera necesario rellenar cavidades y regularizar la superficie con mortero
(tixotropico) de base epoxi, aplicado sobre el puente de adherencia y adhesivo base
epoxi (de baja viscosidad). instantes antes de aplicar el puente de adherencia, limpiar
la superficie del hormigón que deberá estar seca, con chorro de aire comprimido o
acetona. las placas de acero deben ser preparadas con chorro de arena o con lijado
eléctrico como máximo 2 horas antes de colocarlas. instantes antes de la aplicación del
adhesivo de base epoxi (de tratamiento de la superficie del acero), limpiar y secar la
superficies de las placas metálicas con chorro de aire comprimido seco, o acetona.
Preparación: adicionar el componente endurecedor al componente resina, mezclar y
homogeneizar por 3 minutos
Aplicación: debe estar conforme al diseño. las placas de acero deben tener orificios
de 3 mm de diámetro a cada 15 cm para dejar escapar el aire, y deben tener espesor
máximo de 4 mm.
Se recomienda fijar las placas con el auxilio de tornillos y tuercas. estos tornillos deben
ser previamente embebidos en el elemento estructural con expansor de anclaje de
base poliéster (tixotropico). aplicar el puente de adherencia y adhesivo base epoxi (de
baja viscosidad) en la superficie del hormigón con espesor de 2 a 3 mm. aplicar el
adhesivo de base epoxi (de tratamiento de la superficie del acero) en la superficie de
las placas metálicas a ser colocadas. presionar fuertemente las placas metálicas contra
la superficie del elemento estructural, apretando las tuercas y con auxilio de los
puntales, respetando el tiempo de manipulación y secado de los adhesivos. presionar
hasta obtener espesor uniforme del adhesivo, inferior a 1.5 mm.
Terminación: retirar el apuntalamiento después de 48 horas. eliminar los sobrantes
de adhesivo antes del endurecimiento.
Curado: poner en carga solamente después de 7 días.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epóxi.
8.11.9
Refuerzo de punzonamiento con grout o microhormigón
Alcance: ≤ 6 cm para mortero fluido de base cementa y ≤ 30 cm para microhormigón
fluido.
Sustrato: demoler el hormigón de la losa en la región afectada. delimitar con
cortadora de disco (≤ 1.0 cm en la porte superior y ≥ 0.5 cm en la inferior). escarificar
la cabeza de la columna y redondear las aristas. limpiar y secar con chorro de aire
seco comprimido 0 acetona y aplicar puente de adherencia y adhesivo base epoxi (de
baja viscosidad).
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar agua al polvo en la relación
agua/polvo igual a 0.140, para el mortero fluido de base cementa y 0.126 para el
microhormigón fluido. mezclar y homogeneizar por 3 minutos.
Aplicación: montar el acero de refuerzo conforme al diseño. ajustar las cimbras que
deberán estar preparados con desmoldante. retirarlas y aplicar el adhesivo base epóxi
(de baja viscosidad) en el hormigón viejo. recolocar la cimbra y verter la lechada
respetando el tiempo de manipulación y secado del adhesivo. colocar la lechada
siempre por el mismo lado para evitar que se formen bolsas de aire.
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Procedimientos de Refuerzo
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Figura 8.11.9. Refuerzo de punzonamiento en losas com grout o microconcreto
Curado: húmedo por 7 días o dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana de
curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo inmediatamente después de descimbrar.
en las primeras 3ó horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
8.11.10 Refuerzo de punzonamiento con laminas o placas metálicas
adheridas con epoxi
Alcance: espesor de la sección ≤ 7 cm. columna y losa con hormigón de buena calidad
y poco fisurado (temperaturas < 55° C).
Sustrato: escarificar la cabeza de la columna en toda la altura que será reforzada,
retirando la nata superficial del hormigón. limpiar y secar la superficie inmediatamente
antes de ajustar el refuerzo metálico y hacer el sellado; limpiar la superficie metálica
con chorro de arena, lijadora eléctrica o lijado manual, y aplicar acetona instantes
antes del montaje.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar el componente endurecedor al
componente resina, mezclar y homogeneizar por 3 minutos. juntar poco a poco el
componente agregado, mezclar bien y homogeneizar por otros 3 minutos.
Figura 8.11.10. Refuerzo de punzonamiento con laminas o placas metálicas adheridas con epoxi
Aplicación: posicionar el refuerzo metálico e inyectar por la porte inferior la lechada
de base epoxi (para reparaciones profundas), hasta que emerja por los orificios
superiores.
Terminación: retirar el material sobrante antes de que endurezca.
Curado: evitar la radiación solar directa y la humedad en las primeras 5 horas
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
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Procedimientos de Refuerzo
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epoxi.
8.11.11 Refuerzo de punzonamiento con perfiles metálicos postensados
Alcance: espesor de la sección ≤ 7 cm. columna y losa con hormigón de buena calidad
y poco fisurado (temperaturas < 55° C).
Sustrato: escarificar la cabeza de la columna retirando la nata superficial del
hormigón. erosionar con chorro de arena o con lijado, la superficie inferior de la losa,
eliminando la nata superficial del hormigón.
Después de terminados estos trabajos e instantes antes de la inyección de la lechada
de base epoxi, aplicar chorro de aire seco comprimido o acetona para obtener una
superficie limpia y adherente.
Limpiar la superficie metálica con chorro de arena, lijadora eléctrica o dejar rugosidades en la superficie, lijando manualmente y limpiando con chorro de aire
comprimido o acetona, instantes antes del montaje.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar el componente endurecedor al
componente resina, mezclar y homogeneizar por 3 minutos. juntar poco a poco el
agregado, mezclar bien y homogeneizar por otros 3 minutos.
Aplicación: posicionar el refuerzo metálico e inyectar o verter mortero fluido base
epóxi (para reparaciones profundas).esperar por lo menos 24 horas. postensar los
perfiles metálicos con ayuda de tornillos y tuercas, o tensores tipo dywidag, conforme
la Fig. 8.11.11.
Figura 8.11.11. Refuerzo de punzonamiento de losas con perfiles metálicos postensados
Terminación: retirar el material sobrante antes de que endurezca.
Curado: evitar la radiación solar directa y la humedad en las primeras 5 horas.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epoxi.
8.12 REFUERZO DE MENSULAS Y DIENTES GERBER
8.12.1
Refuerzo de mensulas con mortero epoxi
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Procedimientos de Refuerzo
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Figura 8.12.1. Refuerzo de mensulas y dientes Gerber con mortero de epoxi
Alcance: llenado de cavidades con espesores que no superan ≥ 2,5 cm.
Sustrato: levantar la viga que se apoya en la ménsula, retirar el apoyo y demoler el
hormigón dañado. Preferentemente perfilar el contorno con cortadora de disco
marcando a una profundidad ≥ 0.5 cm.
Instantes antes de verter el mortero, limpiar el sustrato con chorro de aire comprimido
o acetona y aplicar puente de adherencia y adhesivo base epoxi (de baja viscosidad)
sobre la superficie seca.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar el componente endurecedor al
componente resina, mezclar y homogeneizar por 3 minutos. Juntar poco a poco el
agregado, mezclar y homogeneizar por 3 minutos.
Aplicación: de acuerdo al proyecto. Aplicar puente de adherencia y adhesivo base
epoxi (de baja viscosidad), respetando el tiempo de manipulación y secado* del
adhesivo, aplicar el mortero (tixotrópico) de base epoxi, presionándolo fuertemente
contra el sustrato en capas secuenciales de 1.5 cm hasta llegar al espesor deseado (≥5
cm). Usar en temperatura ambiente de 10 a 30° C. Para espesores mayores
desfasarlos por mas de 5 horas y mantener rugosas las superficies que recibirán
nuevas capas.
Terminación: frota metálica.
Curado: evitar la radiación solar directa y la humedad en las primeras 5 horas.
Cuidados: trabajar con guantes y espejuelos de protección y en locales ventilados y
limpiar equipo y herramientas con un solvente, antes de la polimerización del sistema
epoxi.
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8.12.2
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Refuerzo de ménsulas con grout o microhormigón fluido
Figura 8.12.2. Refuerzo de mensulas y dientes Gerber con grout o microhormigón fluido
Alcance: dimensiones ≤6 cm morteo fluido de base cemento y ≤ 30 cm microhormigón
fluído, confinadas por moldes.
Sustrato: seco, con aplicación de puente de adherencia y adhesivo base epóxi (de
baja viscosidad).
Preparación: levantar la viga que se apoya en la ménsula, retirar el apoyo y demoler
el hormigón dañado, Preferentemente perfilar el contorno con cortadora de disco
marcando una profundidad ≥ 0,5 cm. En una mezcladora mecánica, adicionar agua al
polvo en la relación agua/polvo igual a 0.140, para el mortero fluido de base cementa
y 0.126 para el microhormigón fluido. Mezclar y homogeneizar por 3 minutos.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. Preparar cimbras herméticas y rígidas, con
boca de alimentación. Retirar la cimbra, aplicar el puente de adherencia y adhesivo
base epoxi (de baja viscosidad) y recolocar la cimbra. Verter el mortero fluido de base
cementa o microhormigón fluido respetando el tiempo de manipulación y secado* del
adhesivo.
Evitar bolsas de aire vertiendo suave e ininterrumpidamente siempre por el mismo
lado.
Terminación: al retirar la cimbra, transcurridas por lo menos 48 horas, cortar los
sobrantes, siempre de abajo para arriba evitando rasgaduras. Dar terminación con
mortero polimérico de base cemento (de baja contracción).
Curado: húmedo por 7 días o dos manos de adhesivo de base acrílica (membrana de
curado) aplicadas con pistola, brocha o rodilla inmediatamente después de descimbrar.
En las primeras 36 horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
8.12.3
Refuerzo de ménsulas y dientes Gerber con hormigón
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Figura 8.12.3. Refuerzo de mensulas y dientes Gerber con hormigón
Alcance: cualquier dimensión ≤ 5.0 cm.
Sustrato: seco con aplicación de puente de adherencia y adhesivo base epoxi (de baja
viscosidad).
Preparación: relación agua/cemento 0.50; revenimiento de 10 a 15 cm; aditivo
superfluidificante y tamaño máximo característico del agregado grueso ≤ 1/4 de la
menor dimensión de la pieza. Levantar la viga que se apoya en la ménsula, retirar el
apoyo y demoler el hormigón dañado. Preferentemente perfilar el contorno con
cortadora de disco marcando a una profundidad ≥ 0.5 cm.
Aplicación: debe estar conforme al diseño. Preparar cimbras herméticas y rígidas, con
boca superior de alimentación. Retirar la cimbra, aplicar el puente de adherencia y
recolocar la cimbra.
Verter el mortero fluido de base cementa o microhormigón fluido respetando el tiempo
de manipulación y secado* del adhesivo. Evitar bolsas de aire vertiendo suave e
ininterrumpidamente siempre por el mismo lado.
Terminación: al retirar las cimbras, transcurridas por lo menos 48 horas, cortar los
sobrantes, siempre de abajo para arriba evitando rasgaduras. Dar terminación con
mortero polimérico de base cemento (de baja contracción).
Curado: húmedo durante 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo, al comenzar el
fraguado.
Cuidados: la estructura solo podrá entrar en carga después de 21 días.
8.13 REFUERZO DE CIMENTACIONES
8.13.1
Refuerzo de encepado o cabezal con grout o microhormigón
fluido
Figura 8.13.1. Refuerzo de encepado o cabezal con grout o microconcreto fluido
Alcance: refuerzos cuyo espesor en su sección transversal no supere 6 cm - con
mortero fluido de base cemento y refuerzos cuyo espesor en su sección transversal no
supere 30 cm - con microhormigón fluido.
Sustrato: romper las aristas y escarificar la superficie para aumentar la adherencia.
Instantes antes de colocar o mortero, grout o microhormigón, limpiar y secar el
hormigón viejo con chorro de aire comprimido o acetona.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar agua al polvo en la relación
agua/polvo igual a 0, 12 a 0.14 para el mortero fluido de base cemento y 0,11 a 0.13
para el microhormigón fluido, mezclar y homogeneizar por 3 minutes.
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Aplicación: colocar el nuevo acero de refuerzo según el diseño. Posicionar las cimbras
y encofrados que serán herméticas y rígidas. Aplicar el puente de adherencia y
adhesivo base epoxi (de baja viscosidad) sobre las superficies del hormigón. Colocar la
lechada, respetando el tiempo de manipulación y secado del adhesivo, solamente por
uno de los lados de manera suave e continua, evitando la formación de bolsas de aire.
Terminación: al retirar las cimbras e encofrados, transcurridas por lo menos 48
horas, cortar los sobrantes, siempre de abajo para arriba evitando rasgaduras. Dar
terminación con mortero polimérico de base cemento (de baja contracción).
Curado: húmedo durante 7 días o dos manos de adhesivo de base acrílica o parafina
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo. En las primeras 36
horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
8.13.2
Refuerzo de encepado o cabezal con hormigón
Alcance: refuerzos de cualquier dimensión, siempre que el espesor ≥ 8 cm y los
laterales ≥ 5 cm.
Sustrato: romper las aristas y escarificar la superficie para aumentar la adherencia.
Instantes antes de colocar el hormigón, limpiar y secar el hormigón con chorro de aire
comprimido o acetona.
Preparación: relación agua/cemento ≤ 0.50; revenimiento de 10 a 15 cm; aditivo
superplastificante y tamaño máximo característico del agregado grueso de 1/4 de la
menor dimensión a ser hormigonada.
Aplicación: colocar el nuevo acero de refuerzo según el diseño. Posicionar las cimbras
e encofrados que serán herméticas y rígidas. Aplicar el puente de adherencia y
adhesivo base epoxi (de baja viscosidad). Colar el fondo del cabezal por un solo lado
hasta que el hormigón aflore del otro. Colocar las cimbras para los laterales y colar
compactando con fija o con un vibrador adecuado.
Curado: húmedo durante 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica o parafina
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo. En las primeras 36
horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
Figura 8.13.2. Refuerzo de encepado o cabezal con hormigón
Alcance: refuerzos cuyo espesor no supere 6 cm - con mortero fluido de base
cemento y refuerzos cuyo espesor no supere 30 cm - con microhormigón fluido.
8.13.3
Refuerzo de zapata con grout o microhormigón fluido
Sustrato: romper las aristas y escarificar la superficie expuesta. El sustrato saturado
y con la superficie seca, sin encharcamiento.
preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar agua al polvo en la relación
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agua/polvo igual a 0,12 a 0.14 para el mortero fluido de base cemento y o,11 a 0,13
para el microhormigón fluido, mezclar y homogeneizar por 3 minutos.
Aplicación: escarificar la porte lateral y superior de la zapata. Colocar el refuerzo
conforme el diseño. Perforar el alma de la zapata y ahogar barras de refuerza de
acuerdo al proyecto, con expansor de anclaje de base poliéster (tixotrópico), dejando
por la menos 30 cm de cada lado. Demoler todo lo que fuera necesario. Si el acero de
refuerzo en la zapata original no fuera suficiente, conectar nuevo refuerzo al antiguo.
En caso que el refuerzo no sea suficiente la zapata deberá ser demolida en un pequeño
trecho, para atravesar el refuerzo complementario necesario. En estos casos rellenar,
con grout fluido de base epóxi para reparaciones profundas, los orificios pasantes del
nuevo acero de refuerzo complementario. Verter con cuidado el grout o el
microhormigón fluido sobre el sustrato saturado sin encharcamiento, evitando siempre
la formación de bolsas de aire.
Curado: húmedo durante 7 días o dos manes de adhesivo de base acrílica o parafina
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo. En las primeras 36
horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
Figura 8.13.3. Refuerzo de zapata con grout o microhormigón fluido
8.13.4
Refuerzo de zapata con hormigón
Alcance: refuerzos de cualquier dimensión, siempre que el espesor mínima sea
superior a 5 cm.
Sustrato: romper las aristas y escarificar la superficie expuesta. Sustrato seco con la
aplicación de puente de adherencia y adhesivo base epóxi (de baja viscosidad).
Preparación: relación agua/cemento menor que 0.50; revenimiento de 10 a 15 cm;
aditivo superplastificante y tamaño máximo característico del agregado grueso de 1/4
de la menor dimensión.
Aplicación: escarificar la porte lateral y superior de la zapata. Colocar el refuerzo
conforme al diseño. Perforar el alma de la zapata y ahogar barras de refuerzo de
acuerdo al proyecto, con expansor de anclaje de base poliester (tixotropico).
Demoler aquello que fuera necesario. Si el refuerzo en la zapata original no fuera
suficiente, conectar nuevo refuerzo al antiguo. En caso que el refuerzo no sea suficiente la zapata deberá ser demolida en un pequeño trecho, para atravesar el refuerzo
complementario necesario. En estos casos rellenar con grout fluido de base epóxi para
reparaciones profundas, los orificios pasantes del nuevo acero de refuerzo
complementario. Colocar el resto del acero de refuerzo de proyecto. Colar las laterales
con uso de cimbras y aplicar en las superficies laterales y superior puente de
adherencia.
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Terminación: frota de madera
Figura 8.13.4. Refuerzo de zapatas con hormigón
Curado: húmedo durante 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica o parafina
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha 0 rodillo. En las primeras 3ó
horas evitar la irradiación solar directa tapando la superficie.
8.13.5
Refuerzo de pilotes con grout o microhormigón fluido
Figura 8.13.5. Refuerzo de pilotes con grout o microhormigón fluido
Alcance: llenado de cavidades, donde la mayor dimensión sea menor que 30 cm.
Sustrato: saturado y con superficie seca sin encharcamiento.
Preparación: en una mezcladora mecánica, adicionar agua al polvo según la relación
agua/polvo 0,11 a 0,13.
Aplicación: cuando se trata de cabeza de pilote, demoler la aristas del cabezal para
facilitar el colado. Colocar nuevo acero de refuerzo de acuerdo al diseño y las cimbras
deben tener bocas de vertido. Verter el microhormigón fluido de manera suave e
contínua, siempre por el mismo lado, hasta alcanzar una altura de 10 cm por encima
de la cavidad.
Curado: húmedo durante 7 días o dos manos de adhesivo de base acrílica o parafina
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo. En las primeras 36
horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
8.13.6
Refuerzo de pilote con hormigón
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Alcance: Llenado de cavidades con cualquier dimensión (e≥5 cm).
Sustrato: saturado y con superficie seca sin encharcamiento.
Preparación: relación agua/cemento≤ 0.50; revenimiento de 10 a 15 cm; aditivo
superplastificante y tamaño máximo característico del agregado grueso de 1/4 de la
menor dimensión a ser hormigonada.
Figura 8.13.6. Refuerzo de pilote con hormigón
Aplicación: cuando se trata de cabeza de pilote, demoler las aristas del cabezal para
facilitar el colado. Colocar nuevo acero de refuerzo de acuerdo al diseño y las cimbras
deben tener bocas de vertido. Verter el hormigón compactándolo bien con un vibrador
adecuado.
Curado: húmedo durante 14 días o dos manos de adhesivo de base acrílica o parafina
(membrana de curado) aplicadas con pistola, brocha o rodillo. En las primeras 36
horas evitar la radiación solar directa tapando la superficie.
8.14 REFUERZO CON FRP, FIBRAS DE CARBONO
A seguir se presenta algunas alternativas de refuerzos que se puede realizar con uso
de “fiber reinforced polymers FRP”, siendo que los perfiles y las mantas de fibra de
carbono con resina epoxi son los mas utilizados hoy día.
Para profundizar más en ese tema, a la vez que conocer los procedimientos adecuados
de proyecto o diseño del refuerzo a realizar en cada situación específica, recomendase
la consulta al livro “MACHADO, Ary de Paula. Reforço de Estruturas de Concreto
Armado com Fibras de Carbono – características, dimensionamento e aplicação. São
Paulo, Editora Pini, junho 2002. 270 p.” ISBN 85 7266 138 7.
8.15 EJEMPLO DE RECONSTRUCCIÓN DE COLUMNAS
8.15.1
Reconstrucción de columna en edificio
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Manta de fibra de carbono para rehabilitación de estructuras de hormigón
Ejemplo de refuerzo de vigas a flexión con uso
de FRP fibras de carbono
Refuerzo de vigas y reticuladosa flexión
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Ejemplos de refuerzo a corte
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Encamisamento de columnascon FRP, fibras de carbono
Princípios del encamisamento
Encamisamento de columnas en juntas
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CAPÍTULO 09
Procedimientos de Protección y
Mantenimiento de Estructuras
Autores
Jorge Franco
Cecília Reggiardo
Fernanda Pereira
Adriana Gambogi
Alberto Ponce Delgado
Alejandra García
Edith Camejo
Gabriel Gonzaléz
Rusé Gonzalez
INTRODUCCIÓN
Toda obra de Arquitectura o Ingeniería puede ser considerada como un sistema, más o
menos complejo, creado para satisfacer un conjunto de necesidades.
La exposición de los componentes y/o subsistemas que la integran, a los diferentes
agentes de degradación, producirá deterioro, y bajas de desempeño.
Para asegurar que la performance de cada uno de los subsistemas, no esté por debajo de
un mínimo admisible durante su vida útil, serán necesarias tareas de protección y
mantenimiento conforme se presenta en la Figura 9.1
La estructura es uno de los subsistemas de la obra, y como tal debe contribuir para que la
misma en su conjunto cumpla con el fin para el cual fue creada. Las tareas de protección
y mantenimiento de dicho subsistema, deberán formar parte del plan general de la obra.
Dentro de este enfoque, es que deben estudiarse las estructuras de hormigón
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Figura 9.1 Performance de la Estructura de Hormigón Vs Tiempo en Servicio
9.1 ESTRUCTURA DE LA SUPERFICIE DEL
HORMIGÓN
El hormigón es un material heterogéneo, principalmente al ser analizado en escala
microscópica. Esta compuesto de un conjunto de agregados envueltos y unidos por una
pasta aglomerante.
Las superficies visibles externas de las piezas de hormigón son esencialmente
constituidas par pasta de cemento. Esta pasta es la responsable por la coloración, en
general gris, de la superficie del hormigón. Cuanto mayor la relación agua/cemento de la
pasta, mas clara es la superficie.
Debido al fenómeno conocido par "efecto pared", hay una concentración de mortero
(cemento y granos de dimensiones menor que 0.2 mm) y pasta en la superficie. Si, a
través de una acción de desbaste, retiramos la capa superficial de pasta, aparecería una
superficie que contiene poros y granos de arena inmersos en una matriz de pasta de
cemento. Estas características se mantienen hasta un espesor de aproximadamente 5
mm, a partir del cual comienzan a aparecer los agregados gruesos y, una cierta
homogeneidad se puede obtener solamente a partir de 15 mm de profundidad función del
tamaño máximo característico del agregado grueso, conforme el dibujo presentado en la
Figura 9.1.1.
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Figura 9.1.1 Distribución heterogénea de los constituyentes del hormigón debido al efecto de confinamiento de la
cimbra o encofrado
El espesor de cada capa depende del consumo de cemento, de la cantidad de mortero,
del tamaño máximo característico del agregado grueso, del grado de compactación, entre
otras características variables de un hormigón a otro, en la Figura 9.1.1 se presenta un
corte esquemático y conceptual.
La concentración de mortero y pasta de cemento en la superficie hace que el hormigón
tenga en la superficie características diferentes a su interior, presentando:
!
!
!
mayor porosidad, consecuencia de la inexistencia de agregados gruesos;
mayor contracción química, de secado y de carbonatación, debido al mayor
consumo de cementa por metro cúbico;
mayor sensibilidad a la acción del curado.
Esta piel de pasta de cemento también posee características químicas variables en el
tiempo. Luego de la compactación y durante el período de curado húmedo su pH alcalino
es de aproximadamente 12,6. A partir de la interrupción del curado se inicia la
carbonatación, que reduce este pH elevado. En los poros de la pasta existe hidróxido de
calcio Ca(OH), como resultado de la hidratación del cemento. Estos cristales, también
conocidos coma portlandtita, son fácilmente solubles en aguas ácidas, pudiendo ser
transportados para el exterior de la superficie del hormigón, formando eflorescencias y
manchas. La masa total de portlandita puede ser de 20 a 25 % de la masa total del
cementa usado en la dosificación del hormigón.
La mayor porosidad de la pasta superficial puede ser reducida a través de la reducción de
la relación agua/cemento del hormigón, con el consecuente aumento del consumo de
cemento par metro cúbico. Esta es, probablemente, la razón par la cuales
recomendaciones internacionales especifican consumos mínimos de 450 a 650 kg de
cemento por m3 de hormigón arquitectónico. En estas condiciones y con curado
adecuado, la porosidad de la pasta superficial puede ser reducida a valores por debajo del
10%, el mínimo necesario para asegurar una protección y durabilidad adecuada al
elemento estructural expuesto a la acción agresiva de ciertos ambientes.
9.2 PRINCIPALES MECANISMOS DE
DEGRADACIÓN
La Tabla 9.2.1 que sigue, reúne los principales mecanismos de degradación de las
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superficies de hormigón
Tabla 9.2.1. Principales mecanismos de deterioración de las superficies de hormigón
Mecanismos de Degradación
Consecuencias
inherentes al proceso
Agresividad
Naturaleza
del proceso
Alteraciones de
color/manchas
Condiciones particulares
Alteraciones Físico-Químicas
En general mas clara
Reducción del pH
Corrosión del acero de refuerzo
Fisuración super-ficial
Oscurece
manchas
Reducción del pH
Corrosión del acero de refuerzo
Disgregación superficial
Carbonatación
HR 60% a 85%
Lixiviación
Atmósfera
blandas
Contracción
Mojado/secado
Ausencia de curado
Manchas y fisuras
Fisuración
Reducción del pH
Corrosión del acero de refuerzo
Moho
Atmósferas
urbanas
e
industriales (zonas húmedas)
Manchas oscuras
Reducción del pH
Corrosión del acero de refuerzo
Hongos
Zonas húmedas y salinas
Manchas
verdosas
Concentración
Salina
Atmósfera marina e industrial
Blanquecino
ácida,
aguas
con
oscuras
y
Reducción del pH
Disgregación superficial Corrosión del
acero de refuerzo
Despasivación del acero de refuerzo
Disgregación superficial
Es conveniente destacar que varios productos químicos tienen efectos perjudiciales sobre
las superficies de hormigón. Los mecanismos de estas degradaciones no siempre son de
fácil comprensión. Sin embargo sobre la base de resultados de investigaciones realizadas,
están disponibles guías y tablas que describen el efecto de estas sustancias sobre e
[i]
hormigón .
El deterioro puede ser causado por jugo de frutas naturales, leche y sus derivados, melaza
de caña de azúcar, azúcar, vino, cereales, abonos, aguas industriales provenientes de
estaciones de tratamiento, restos de animales, sangre y otros. De una forma genérica,
ácidos orgánicos y minerales pueden atacar el hormigón.
Es importante considerar que la vulnerabilidad del hormigón al ataque químico depende
básicamente de la porosidad, alcalinidad e reactividad de los compuestos hidratados de
cemento.
La penetración de fluidos a través del hormigón es, algunas veces, acompañada por
reacciones químicas con el cemento, agregados o con las barras de acero. Cuando un
aglomerante alcalino como el cemento Portland hidratado reacciona con sustancias ácidas,
estas reacciones son frecuentemente iniciadas por formación y remoción de productos
solubles, continuando con la desintegración del hormigón. Si los productos de reacción
fuesen insolubles, serán formadas deposiciones en la superficie del hormigón, que pueden
ser consideradas como reductoras de la velocidad de continuidad de estas reacciones. Par
tanto, siempre que exista contacto del hormigón con sustancias químicas, los efectos de
estas sustancias deben ser evaluados sobre la base de textos específicos sobre el tema,
par ejemplo: "Efeito de varias substancias sobre o hormigón", publicado por la Associação
Brasileira de Cimento Portland ABCP, y "Handbook of corrosion resistant coatings", de la
autoría de D.J. de Renzo publicado por la NDC en 1986.
9.3 MANTENIMIENTO
Es el trabajo de re-acondicionamiento al mejor estándar de utilización a través de un
conjunto de acciones periódicas o continuadas.
De acuerdo al tipo de técnica que se aplique para la detección y corrección de las fallas
durante el servicio de la estructura, se pueden distinguir diferentes tipos de
mantenimiento:
!
Mantenimiento Predictivo – Comprende aquellas acciones técnicas cuya
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necesidad de realización se puede prever y programar en función del seguimiento de
estándares de durabilidad y parámetros de performance cuya tendencia de
deterioro constituye un indicio que permite predecir la oportunidad en que los
respectivos trabajos de corrección serán convenientemente necesarios desde e
punto de vista técnico-económico.
!
Mantenimiento preventivo – es la acción técnica que se realiza a efectos de
prevenir la ocurrencia una falla o lesión. Se basa en la detección precoz de
síntomas o anomalías patológicas mediante inspecciones periódicas y la
programación de las tareas preventivas pertinentes.
!
Mantenimiento Correctivo Programable – es aquel cuya realización se
decide a partir de la detección de un problema, pero no requiere ser llevado a
cabo en el momento sino que es posible diferirlo para una fecha más oportuna.
!
Mantenimiento Correctivo de Emergencia – acciones técnicas que se
realizan cuando ha ocurrido una falla o lesión o hay presunción de su pronta
ocurrencia, que ocasiona el mal desempeño o afecta la esencia funcional de
mismo. Demanda acciones inmediatas.
Las tareas de Mantenimiento Correctivo (tanto el de Emergencia como el Programable)
son abordadas en el Capítulo 6: “Procedimientos de Reparación”
Desde un punto de vista ideal, las estructuras de hormigón debieran ser proyectadas,
construidas y utilizadas de modo que bajo las condiciones ambientales previstas, y
respetadas las condiciones de mantenimiento preventivo especificadas en el proyecto,
conserven su seguridad, estabilidad, aptitud para el servicio, y apariencia aceptable,
durante un período prefijado de tiempo y en relación a la vida útil de la obra total) sin
[ii]
exigir medidas extras de mantenimiento o reparación .
Lamentablemente, tal extremo es pocas veces alcanzado en nuestro medio, (los
problemas en las estructuras de hormigón por efectos de una baja calidad de proyecto, de
ejecución o de un mantenimiento insuficiente –cuando no inexistente-, son comunes en la
región) y por tal razón las tareas de reparación (mantenimiento correctivo) son más
frecuentes que lo deseable.
Figura 9.3.1 Ley de evolución de costos (SITTER, 1984 CEB RILEM)
Al hablar de “Rehabilitación de Estructuras de Hormigón”, poco podemos hacer con
referencia a las etapas de Proyecto y Ejecución, más que advertir especialmente sobre la
importancia del cuidado de estas etapas. Sin embargo, corresponde si, poner especia
énfasis en el cuidado de las tareas de protección y mantenimiento, pues de ellas
dependen ahorros importantes, al evitar reparaciones siempre más costosas.
En tal sentido, importa recordar la “Ley de evolución de los costos” también llamada “Ley
de Sitter”, que nos indica que aplazar una intervención significa aumentar los costos
directos en progresión geométrica de razón 5 (cinco) – En otras palabras, si el costo de
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mantenimiento preventivo es 5 (cinco), el costo de las reparaciones necesarias
(mantenimiento correctivo) al no haber realizado el mantenimiento preventivo
correspondiente, será: 25 (veinticinco) conforme es presentado en la Figura 9.3.1.
9.4 SISTEMAS DE PROTECCIÓN DE FACHADAS
DE HORMIGÓN
9.4.1 Procedimientos de protección
Son métodos para controlar las causas que provocan el deterioro o la pérdida de
“performance”.
Conocer los principales factores que influyen en la durabilidad de una estructura de
hormigón, descritos en la Figura 9.4.1, resulta básico para poder elegir los
procedimientos de protección adecuados para cada situación en particular.
[iii]
En tal sentido, las estructuras de hormigón, podrán protegerse
!
!
!
!
:
Modificando las condiciones de servicio o exposición
Mejorando las propiedades físicas del hormigón para resistir mejor a las
condiciones de exposición o servicio
Colocando una barrera entre las “condiciones de servicio / exposición” y la
superficie del hormigón
Alterando el comportamiento electro-químico de la armadura cuando la
corrosión de la misma es el factor de deterioro.
Para la elección de los procedimientos de protección y mantenimiento de una
estructura de hormigón, es necesario tener en cuenta una serie de factores, que se
exponen en el Capítulo 3 “Orientación para la Selección de la Intervención”.
La selección del sistema de protección adecuado, implica la elección de un
procedimiento general, y soluciones para los puntos singulares de las diferentes
estructuras conforme presentado en la tablas 9.4.1 y 9.4.2 a seguir:
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Figura 9.4.1 Factores que influyen en la durabilidad de una estructura (Montoya – Meseguer – Morán)
Tabla 9.4.1. Selección del sistema de protección adecuado a cada estructura.
EN FACHADAS DE
HORMIGÓN
1 - SUPERFICIE GRAL
(VERTICALES)
2 - ÁNGULOS CONVEXOS
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3 - ÁNGULOS CÓNCAVOS
4 - JUNTAS
5 - INTERFACES C/OTROS
MATERIALES
EN PUENTES Y
VIADUCTOS
1 – SUPERESTRUCTURA
2 – SUBESTRUCTURA
3 – DISPOSITIVOS DE
APOYO
4 – SISTEMA DE DRENAJE
5 – SISTEMA DE JUNTAS
Tabla 9.4.2. Selección del sistema de protección adecuado a cada
estructura.
EN GALERIAS Y TUBOS DE REDES
DE ALACANTARILLADO
1 – SUPERFICIES EN GRAL
2 – SISTEMA DE JUNTAS
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EN PISOS INDUSTRIALES
1 – SUPERFICIES EN GRAL
(HORIZONTALES)
2 – JUNTAS
3 – MEDIAS CAÑAS
4 - RESUMIDEROS
5 – CÁMARAS
9.4.2 Impregnaciones hidrófobas
Mecanismos de protección
El agua penetra y se mueve en los materiales por diferentes mecanismos. En estado
gaseoso (vapor de agua) lo hace por Adsorción, por Difusión, por Evaporación, y por
Convención; y en estado liquido: por Absorción y por Succión capilar.
Para entender los mecanismos de protección de las Impregnaciones Hidrófobas,
interesa en primer lugar el comportamiento del agua en estado líquido:
!
Por un lado el agua puede penetrar en el hormigón por efecto de cierta
presión positiva (que puede ser su propio peso en caso de embolsamiento, o
efecto de la presión hidráulica, o incluso efecto de la fuerza del par aguaviento en el caso de la lluvia que golpea un cerramiento) Este fenómeno se
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conoce como “absorción” y sucede preferentemente cuando existen huecos
mayores de 0.5 mm, que actúan como vías de descompresión.
!
Por otro, el agua puede penetrar y moverse dentro del hormigón por efecto
de cierta atracción entre el agua y el hormigón. Este fenómeno se conoce
como “succión capilar”. La fuerza de atracción que se ejerce es inversamente
proporcional al diámetro del capilar, y directamente proporcional al coseno
del ángulo de contacto entre la superficie del agua y la pared del capilar (θ)
según Figura 9.4.2.
Se puede modelizar la succión capilar con la siguiente expresión matemática:
Para poros de sección circular
verticales
Para poros de sección circular horizontales
h = Profundidad que alcanza el agua en m
Tw
= Tensión superficial del agua (7.5 N/m)
θ = Angulo de contacto entre la superficie del agua y la pared del capilar
r = Radio del capilar, en m (variable de 10-4 a 10-6 m)
g = Masa especifica del agua (equivalente 1000 kg/m3)
g = Aceleración de la gravedad (equivalente a 10 m/s)
“Tw”, “g”, y “g ” adoptan valores constantes para una situación particular,
por lo que “h” podría expresarse como:
Nota: En el caso de fisuras de pared planas, el valor h seria la mitad del h
calculado para poro de sección circular de radio igual a la abertura de la fisura.
Figura 9.4.2 . Modelización matemática del mecanismo de succión capilar
En ausencia de fuerzas externas, una gota de agua adoptaría una forma esférica,
debido a que su tensión superficial tiende a contraer la superficie externa al mínimo.
Cuando una de estas gotas, entra en contacto con el hormigón, la “succión capilar”
hace que la forma original de esa gota se transforme, adoptando otra
extremadamente ramificada, con una gran superficie de contacto con el sólido.
Para que esto se produzca espontáneamente, la atracción entre la superficie del
hormigón y el agua debe ser tan grande que supere la resistencia original del agua a
extender su superficie. Si dicha atracción no fuera suficiente, el agua no mojaría al
sólido.
Las Impregnaciones Hidrófobas, son productos líquidos - de baja viscosidad - que
penetran en el hormigón para formar una capa hidrófoba sobre las paredes de los
[iv]
poros
Esta capa modifica la tensión superficial del hormigón (alteran el ángulo θ de mojado),
de tal forma que reducen significativamente la “succión capilar” conforme se presenta
en la Figura 9.4.3.
Sobre el Hormigón no tratado, el agua se dispersa y es
succionada por los poros capilares (el ángulo de contacto entre
el agua y el hormigón: θ < 90
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Si el ángulo θ = 0o entonces cos θ = 1 y h toma su
máximo valor
Sobre el Hormigón tratado con una impregnación hidrófoba, el
agua no se dispersa y los poros capilares no la succionan. (el
ángulo de contacto entre el agua y el hormigón: θ > 90)
Si 90o < θ < 180 o
entonces
cos θ < 0
y
h es negativo
Figura 9.4.3. Mecanismo de Protección
Los poros y capilares del hormigón no se obturan, solo quedan cubiertos por la
Impregnación Hidrófoba sin producir película de acuerdo con la
Figura 9.4.4. Este mecanismo de protección permite la difusión del vapor de agua,
mas no impide la absorción de agua liquida por efecto de una presión positiva sobre
los mismos.
Figura 9.4.4. Impregnaciones hidrófobas
Características
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
Tienen duración limitada;
Reducen la absorción del agua por capilaridad;
Aumentan la resistencia al congelamiento;
Reducen la absorción de sustancias nocivas disueltas en el agua
(por ejemplo Sales solubles);
Reducen la Carbonatación (no la impiden);
Reducen la Lixiviación (no la impiden);
No modifican sustancialmente la permeabilidad al vapor de agua;
No modifican la estética de la superficie;
No requieren una superficie lisa y continua para su aplicación, son aptos para el
tratamiento de superficies de hormigón visto obtenido con encofrados rústicos;
No impiden la penetración de agua, gases o vapores bajo presión.
Propiedades
Estas características le confieren la propiedad de proteger al hormigón, aunque con
una duración limitada, en especial contra:
!
la corrosión causada por el ingreso de Sales solubles (Cloruros) como sucede
por ejemplo en zonas marítimas con la niebla salina, o en puentes donde se
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utilizan sales anticongelantes.
!
la degradación física causada por el congelamiento de agua dentro de sus
poros.
Además:
!
!
Las superficies tratadas con una impregnación hidrófoba se ensucian menos
fácilmente. Un ejemplo de ello es que se utilizan como sistemas de protección
contra los graffiti;
Otorgan mejores valores promedios de aislamiento térmico de los muros
exteriores. Por una parte, los poros llenos de aire son peores conductores del
calor que los poros llenos de agua, y, por otra parte, consumen menos energía
para la evaporación del agua que haya penetrado.
Limitaciones
!
!
Su efectividad depende entre otros factores, de su resistencia a la alcalinidad y
a los rayos ultravioletas, al grado de penetración de la impregnación hidrófuga
en los poros del hormigón y al anclaje de la sustancia activa, así como al
tamaño de poros y fisuras.
No están recomendados en aquellas situaciones sujetas a presión hidrostática
permanente.
Naturaleza de los productos
Las Impregnaciones Hidrófobas, está constituida por compuestos sílico-orgánicos,
entre los que se destacan:
!
!
!
!
!
Silanos (trialkoxyalkylsilanos);
Siloxanos oligoméricos;
Siloxanos poliméricos
Resinas de siliconas;
Siliconatos.
Todos los agentes hidrofugantes a base de silicona pueden obtenerse a partir de un
alquiltriclorosilano según Figura 9.4.5.
En caso de que R- sea un grupo metil (CH3-), los productos obtenidos serán
adecuados para impregnar materiales de construcción neutros o poco alcalinos.
Si el grupo alquil es de cadena más larga, por ejemplo C4H9- o C8H17- se obtendrán
hidrofugantes aptos para ser aplicados en materiales altamente alcalinos.
Cualquiera que sea el producto de base, las Impregnaciones Hidrófobas engendran
siempre resinas de siliconas, las que estarán ligadas químicamente a la base del
hormigón. Todos estos productos (excepto las resinas) después de su aplicación pasan
por una etapa intermedia de curado en la que se producen grupos silanol que, además
de reaccionar entre ellos por condensación para producir una resina, pueden
reaccionar con el substrato quedando unidos químicamente al material de
construcción. Las resinas empleadas en este campo tienen grupos silanol libres que
hacen esta misma función.
Las diferentes clases de compuestos se diferencian, entre otras cosas por el tamaño
de sus moléculas, la reactividad y la solubilidad en el agua y en los solventes
orgánicos. La presentación común de los mismos era líquida, pero últimamente han
aparecido en el mercado productos tixotrópicos que permanecen estables sin escurrir.
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Figura 9.4.5. Obtención de los hidrofugantes
En la práctica, actualmente se utilizan en general: Silanos y Siloxanos oligoméricos o
mezcla de ambos.
Siliconatos (metil-siliconatos de sodio o potasio)
Son solubles en agua. Para reaccionar y fijarse a la base requieren que el substrato se
haya secado al aire antes de su aplicación, reaccionan con el dióxido de carbono
(CO2) del aire, produciendo la sustancia activa, un ácido. Sensibles a la alcalinidad, de
hecho el soporte es alcalino, pero no tienen buena resistencia a la misma, contienen
muchas sales las cuales podrían producir manchas blancas, por lo tanto inapropiados
para el tratamiento superficial de fachadas. Su durabilidad es baja (< 6 meses).
Solo pueden utilizarse en el tratamiento de materiales muy absorbentes. Su principal
campo de aplicación es la impregnación en fábrica de hormigón poroso.
La reacción que tiene lugar después de su aplicación está representada en la Figura
9.4.6.
Figura 9.4.6. Reacciones de los siliconatos
Los siliconatos se subdividen en dos grupos:
!
!
Alcalinos: Químicamente son sales metálicas (Me = Na o K) del ácido
metilsilícico. Su acción hidrorepelente no se desarrolla hasta después de haber
reaccionado con el ácido carbónico del aire. Si se aplican de forma irregular
pueden producir manchas blancas debidas a la formación de capas de carbonato
sódico o potásico. En la práctica se prefiere el uso de siliconatos potásicos ya
que al ser el carbonato potásico menos voluminoso es menos visible en la
superficie hidrofugada.
Polialquídicos: Químicamente semejantes a los anteriores pero el metal está
substituido por radicales alquilo (Me = CH3- o C3H7-) lo que les proporciona
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una resistencia a los álcalis mucho más elevada. A diferencia de los
metilsiliconatos, los propilsiliconatos no precisan de la presencia del aire (CO2)
para producir el efecto hidrofugante.
Silanos o (trialkoxyalkylsilanos)
Desde los principios de la química del silicio han sido empleados para hacer
hidrorepelentes las superficies del vidrio, de fibras de vidrio, polvos minerales, etc.
Principalmente son meti-alcoxisilanos de bajo peso molecular (monómeros). Se
distinguen por una gran capacidad de reacción con los materiales sobre los que se
aplican y una elevada profundidad de penetración debido a su pequeño volumen.
Como producto residual desprenden alcohol que se evapora y no mancha al substrato
(ver Figura 9.4.7).
Figura 9.4.7. Reacciones de los silanos.
De todas las Impregnaciones Hidrófobas los trialkoxyalkylsilanos son las que poseen
las moléculas más pequeñas (diámetros de 1,0 x 10-6 a 1,5 x 10-6 mm). Esta
característica le confiere el mayor índice de movilidad así como de volatilidad. Ello los
hace especialmente aptos para los hormigones más compactos, aunque exige que se
utilicen concentraciones altas para compensar la sustancia que volatiliza.
Para reaccionar y fijarse a la base, los silanos requieren humedad y la velocidad de
reacción depende del PH del medio. Esta última característica favorece la aplicación de
estos productos sobre superficies de hormigón, pues sobre superficies neutras como el
ladrillo o rocas no reacciona. Sin embargo cuando el hormigón ha sufrido una
disminución importante de su PH por la acción entre otros del anhídrido carbónico
(carbonatación) la velocidad de reacción se enlentece. En esos casos, para aumentar
las posibilidades de éxito, hay que usar concentraciones muy altas (de hasta 100%)
pues mientras la reacción se produce el silano se evapora; aún así en condiciones
extremas, de sequedad y viento puede ser insuficiente la cantidad de producto que
llega a reaccionar para producir el efecto hidrofugante deseado. La reacción de
transformación requiere un cierto tiempo para completarse, si los materiales son secos
y hay poca humedad atmosférica o mucho viento, pueden evaporarse antes de haber
producido la reacción de transformación.
Al no producir el efecto de "perlado" con el agua, hay peligro de que sean lavados si
llueve antes de haber completado la reacción
No es necesario que las superficies sobre las que se apliquen estén completamente
secas antes de aplicarlos (naturalmente si los poros están completamente llenos de
agua el producto no podrá penetrar suficientemente).
Su principal campo de aplicación en la construcción es, para tipos especiales
catalizados y con grupos alquilo largos, la hidrofugación de materiales muy poco
absorbentes y porosos como los hormigones de alta calidad.
El más conocido entre los silanos monoméricos, que se usan para la protección de
superficies de hormigón es el “Iso-Butyl Trimethoxysilano”
Siloxanos oligoméricos
Son un poco mas voluminosos (con diámetros de 1,5 x 10-6 a 7,5 x 10-6 mm) pero,
por lo menos en parte, pueden penetrar fácilmente en los poros capilares (diámetro de
10-5 a 10-3 mm).
Poseen virtualmente todas las ventajas de los silanos, en cuanto a su reactividad y
repelencia al agua, pero además poseen una menor resistencia a la difusión del vapor
de agua.
Su cadena está formada por pocos grupos -Si-O-. Como puede verse en la Figura
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9.4.8 la formación de la sustancia hidrófuga tiene lugar mediante la humedad y en
presencia de un catalizador.
Comparte con los silanos la ventaja de su pequeño tamaño lo que facilita una
penetración profunda en el substrato, aplicabilidad sobre superficies algo húmedas y la
posibilidad de ser disueltos en alcoholes anhidros.
En las condiciones normales de aplicación su presión de vapor es tan baja que no se
evaporan por lo que pueden aplicarse a concentraciones bajas
Figura 9.4.8. Reacciones de los alquialcoxisilanos oligoméricos
(6-8 %) ya que si las condiciones ambientales no son las adecuadas permanecen
dentro del material impregnado hasta que estas sean favorables para que tenga lugar
la reacción. Mediante la adición de aditivos se independiza el desarrollo de la reacción
de la composición del material de construcción y también puede obtenerse un buen
efecto hidrofugante a las 4 ó 5 horas de su aplicación.
Silanos vs. Siloxanos oligoméricos
Se supone que los silanos debieran penetrar mas profundamente que los siloxanos,
pero según el trabajo realizado por la Fosroc no se pueden apreciar diferencias entre
ambos sistemas, excepto cuando el substrato está completamente seco. La menor
volatilidad de los siloxanos significa que bajo condiciones de aplicación reales (in situ,
no en laboratorio) mayor cantidad de material activo es retenido en la superficie del
hormigón. Sin embargo cuando se aplican siloxanos en alta concentración, para
impregnar un hormigón denso se corre el riesgo de que estos permanezcan en la
superficie originando manchas de aspecto resinoso bastante difíciles de eliminar.
Por otra parte, recientemente han aparecido en el mercado productos a base de
silanos, de consistencia cremosa, y características tixotrópicas.
A estos productos, se los promociona por su muy escasa volatilidad, y por el alto
grado de penetración que se logra gracias a la alta concentración de la sustancia
activa (80%) y el bajo peso molecular de la misma (silano).
Siloxanos poliméricos
Se diferencian de los anteriores en que su cadena principal está formada por muchos
grupos -Si-O-, lo que tiene como consecuencia un tamaño de molécula muy superior y
por tanto un poder de penetración inferior. Su comportamiento es similar al de las
resinas de silicona con la desventaja de que si no están convenientemente catalizados
permanecen pegajosos durante largo tiempo pudiendo provocar el ensuciamiento de
las fachadas conforme se observa en la Figura 9.4.9.
Figura 9.4.9. Reacciones de los alquilalcoxilanos poliméricos
Resinas de Siliconas
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Se han dejado de usar en los últimos años. Estos materiales poseen un mayor peso
molecular que los silanos o los siloxanos. Tienen una muy baja penetrabilidad. No son
materiales reactivos, y para fijarse a la superficie requiere que se evapore el solvente.
Necesitan que el substrato se haya secado al aire antes de la aplicación. Son sistemas
susceptibles de ensuciarse y poco resistentes al intemperismo.
Actualmente se utilizan resinas con un peso molecular comprendido entre 2000 y
3000. Este peso molecular es muy bajo en comparación con el de las resinas orgánicas
lo que les proporciona una mayor penetración. Además poseen grupos silanol (Si-OH)
libres que pueden reaccionar con otros grupos reactivos de la superficie del substrato
formando una unión química o reaccionar entre sí por condensación, aumentando el
tamaño de las moléculas. Ver Figura 9.4.10.
Se suministran disueltas en disolventes orgánicos, en forma de dispersiones o
contenidas en un portador en polvo.
Al evaporarse el disolvente se obtiene un efecto perlante intenso y de larga duración
por lo que superan a todos los otros medios de hidrofugación.
Su efecto hidrofugante tiene lugar inmediatamente después de la evaporación del
disolvente; 4 ó 5 horas después de su aplicación ya son insensibles a eventuales
lluvias.
A principios de los años 70 aparecieron resinas de silicona con grupos alquil (R-)
largos lo que permitió la hidrofugación de materiales de construcción altamente
alcalinos. Estos tipos forman el grupo de hidrofugantes de mejores características.
Estos compuestos presentan excelentes propiedades, gran facilidad de uso para la
hidrofugación de fachadas, a base de una mezcla de resinas de silicona que combina
un elevado poder de penetración con una elevada resistencia a los álcalis junto con un
intenso efecto perlante y larga duración una vez aplicado.
Figura 9.4.10. Resina de silicona.Los símbolos # representan grupos Si-O que forman la estructura
tridimensional.
En su aplicación es muy importante tener en cuenta que las superficies sobre las que
se aplique han de estar completamente secas.
Puede aplicarse cuantas veces sea necesario sobre superficies ya impregnadas debido
a que las resinas depositadas no tienen ningún efecto repelente frente a los
disolventes que incorpora.
La Tabla 9.4.3 a seguir reúne las principales características.
La efectividad y la resistencia alcalina de las distintas impregnaciones hidrófobas se
determinan por un sencillo ensayo descrito a continuación.
Se sumergen unas probetas de hormigón, previamente pesadas, durante un minuto en
la impregnación hidrófoba, se dejan secar durante 8 días a temperatura ambiente y a
continuación se introducen en una solución de hidróxido potásico al 10 %. La
absorción de agua se determina pesándolas, expresándose en porcentajes sobre el
peso inicial en seco.
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Tabla 9.4.3. Principales características de las Impregnaciones Hidrófobas
Denominación
Silicona de Base Agua
(Siliconatos)
Metilsiliconato
Propilsiliconato
potasio
Silicona
de
Base
Solvente
(Resina de silicona)
Alquilpolisiloxanos
Solventes orgánicos
Silano
solvente
Alcoxisilanos
de
Base
Siloxano oligomérico
de base solvente
Siloxano polimérico de
Base solvente
Características
Naturaleza del
producto
de
Alquilalcoxisiloxanos
Oligoméricos
Solventes Orgánicos
Alquilalcoxisilano
Polimérico
Solventes Orgánicos
Sensible a la alcalinidad
Puede presentar manchas blancas
Baja durabilidad (< 6 meses)
Exigen substrato seco (años 50)
Mayor resistencia a la alcalinidad
Exigen substrato seco
(años 60)
Elevada
penetración,
moléculas
menores
Exigen substrato levemente húmedo
o seco
Muy
volátiles,
adecuados
a
hormigones compactos (años 70)
Elevada
penetración,
Exigen
substrato levemente húmedo
Poco volátiles (años 70)
Pequeña
penetración,
moléculas
grandes
Exigen substrato seco
Poco volátiles (años 80)
En la tabla 9.4.4 se representan los resultados obtenidos con varias impregnaciones
hidrófobas:
Tabla 9.4.4.Resultados experimentales de la efectividad y resistencia alcalina
Agente impregnante
Captación de agua en %
6h
1d
2d
metílica
1,4
7,5
7,7
INVISIBLE
1,4
1,9
2,2
Silano
Metil-trialcoxi
7,7
7,8
7,9
(10%)
Isobutil-trialcoxi
2,4
2,6
2,9
Isoctil-trialcoxi
0,7
1,2
1,5
Siloxano
oligomérico
(10%)
Metil-alcoxi
3,0
5,4
5,8
Isooctil-alcoxi
0,8
1,2
1,5
Siloxano
polimérico
Metil-fenil-alcoxi
1,6
6,7
7,9
6,7
6,8
6,9
Resina de silicona
Sin tratar
De los valores contenidos en esta tabla se deduce que:
!
!
!
!
!
Los silanos metílicos no producen efecto alguno.
El efecto hidrofugante aumenta con la longitud de los grupos alquil empleados
(R-).
La acción hidrofugante de las siliconas metílicas es eliminada por la alcalinidad
del substrato.
Las siliconas del tipo fenil o metilfenil no tienen buena resistencia a la
alcalinidad.
La efectividad del agente hidrofugante es mayor cuanto mayor sea el tamaño
de las moléculas del producto aplicado.
Preparación y Limpieza del substrato
Las técnicas de impregnación hidrófobas requieren una superficie limpia, capaz de
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absorber las soluciones (de silanos, de siloxanos etc.). Lo que se busca es que las
impregnaciones sean “aspiradas” por capilaridad, para lo que se requiere poros y
capilares abiertos.
Es siempre aconsejable realizar previamente pruebas en lugares característicos de la
superficie que se va a proteger. Las indicaciones necesarias para el pre-tratamiento de
las superficies de hormigón se encuentran detalladas en el Capítulo 5 “Preparación y
Limpieza del Substrato”
Con frecuencia se trata de preparar la superficie con chorro de agua a alta presión. El
agua de lavado en ningún caso debe contener sustancias detergentes.
Después de preparado el substrato, se deben iniciar los trabajos rápidamente para
evitar eventuales contaminaciones.
Una humedad adecuada y una rugosidad suficiente del substrato son condiciones
imprescindibles para el éxito de la protección hidrófoba.
Si la aplicación de la impregnación sigue inmediatamente a un período de mal tiempo
(hormigón mojado), se corre el riesgo de que el agente activo no penetre a la
profundidad suficiente. LaS resinas de silicona tienden a acumularse en la superficie.
El efecto neto hidro-repulsor resultante de la formación de pequeñas gotas en la
superficie, conocido como efecto parlante, hace creer equivocadamente, que la
impregnación hidrófoba ha tenido éxito.
Se debe dejar secar la superficie al menos 48 h. Para la aplicación del hidrorrepelente,
la superficie deberá encontrarse al menos seca a la vista, (de todas formas se deben
respetar las especificaciones del fabricante). Hay que considerar que en cuanto más
seca se encuentre la superficie, tanto mayor será la profundidad de la impregnación
hidrófoba y por lo tanto su durabilidad.
Otro punto a tener en cuenta es el cuidado de no provocar daños con la aplicación de
los productos. En especial se deberá tener en cuenta la protección de los materiales de
sellado de juntas y revestimientos que puedan ser dañados por los solventes del
producto utilizado. Por otra parte se prestará atención durante la aplicación de no
dañar la vegetación circundante (rociado previo con agua y recubrimiento de la
misma). Los trabajadores deberán estar muñidos de la indumentaria adecuada
(máscaras, anteojos, guantes, etc.).De todas formas, previo a la aplicación se deberá
ejecutar un saneamiento de fisuras, grietas y orificios con un ancho / diámetro igual o
superior a 0.3 mm
Métodos de aplicación
Con el propósito de obtener la vida útil máxima, la experiencia ha demostrado que la
aplicación correcta, es tan importante como la preparación de la superficie y la
selección correcta del sistema de protección.
Las impregnaciones hidrófobas se aplican preferentemente en superficies verticales o
inclinadas. No está recomendado el uso sujeto a condiciones de presión hidrostática
permanente, por lo que no se recomienda su aplicación en superficies horizontales.
Para su aplicación no requieren de superficies lisas y continuas.
Estos productos pueden aplicarse mediante pulverización (regado fino), brocha o
rodillo. Idealmente se procederá con bomba de espada a muy baja presión, aplicando
mínimo dos manos consecutivas “húmedo sobre húmedo”, es decir, se aplicará la
segunda mano estando aún húmeda pero no brillante la primera mano, saturando bien
la superficie.
Trabajar de arriba hacia abajo, en superficies previamente bien delimitadas,
preocupándose que la boquilla del pulverizador se encuentre entre 10 y 15 cm de
distancia de la superficie, evitando realizar trabajos con riesgo de lluvia.
Proteger de lluvia por mínimo 24 hs. y no someter a ensayos de campo antes de siete
días.
El rendimiento depende de la capacidad de absorción de la base. En materiales con
poros o fisuras con un diámetro / ancho sobre 0.3 mm, su efecto se reduce
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significativamente o incluso puede ser nulo.
Se recomienda
!
!
!
!
!
!
Aplicar sin viento, fundamentalmente en caso de usar el método de
pulverización.
Aplicar con temperatura ambiente entre 10º C a 50º C.
Evitar pintar fachadas que estuvieran recibiendo radiación solar directa en el
momento de la aplicación.
No pintar áreas externas en días con humedad relativa mayor a 90%.
Iniciar el trabajo tan rápido como sea posible luego de preparado el substrato,
para evitar eventuales contaminaciones de este
En caso de usar método de pulverización, sobreponer las aplicaciones
consecutivas en 50%
Los principales métodos de aplicación se detallan a continuación:
1. Pulverización
Debido normalmente a ser usados en grandes áreas, los procesos de pulverización
son bastante adecuados para la pintura del hormigón. Las propiedades físicas del
producto son particularmente relevantes para este método de aplicación: materiales
de viscosidad media y tixotrópicos son adecuados para ser aplicados por pulverización.
a) Convencional
Es el más utilizado en función de su versatilidad. Están disponibles varios tipos
de pistolas y mezclas, que permiten un gran número de combinaciones para
variados tipos de pintura.
Cuando el líquido es más denso, o cuando se exige mayor producción, la pintura
es forzada hasta la salida por una presión positiva ejercida en el recipiente por
el aire comprimido.
b) Airless
Es el proceso más adecuado para la aplicación de hidrófugos de superficie. La
pulverización se logra por la oscilación de la presión hidráulica aplicada a la
pintura. El equipamiento utilizado para la aplicación “airless” es menos complejo
que el necesario para la aplicación con aire comprimido. La pistola es bastante
más simple que la utilizada en el sistema tradicional. La salida determina el
volumen de producto que puede ser aplicado y el ángulo del abanico de
dispersión. La aplicación es bastante rápida e involucra poca mano de obra. No
es adecuado para pequeños trabajos.
2. Brocha
Generalmente es considerada una buena práctica la aplicación de la primera mano de
pintura de imprimación (primer) utilizando pincel y/o brocha, de modo que se pueda
colocar mejor la pintura dentro de los poros e irregularidades de la superficie.
Pinceles finos de sección rectangular de nylon son bastante utilizados. El tamaño del
pincel debe ser adaptado a la extensión del servicio. La Brocha de 10 cm (4”) es
considerada la de tamaño máximo para una buena pintura. Esta técnica es más
adecuada para áreas pequeñas.
3. Rodillo
La aplicación con rodillo es recomendada para superficies planas y uniformes. Como
ventajas del proceso se puede citar la rapidez en la aplicación y la facilidad de acceso
en paredes y techos.
Vida útil y reaplicación
Las impregnaciones hidrófobas constituyen un sistema complejo, del que forman
parte:
!
!
Los productos de impregnación
Las propiedades del substrato
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!
!
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La técnica de aplicación
Las condicionantes del medio
Esto sumado a la falta de estudios sistemáticos sobre el tema lleva a que no sea
posible hacer pronósticos confiables sobre la duración de las mismas. Además los
datos recabados en la práctica son contradictorios.
Sería aconsejable para cada caso hacer un pronóstico de vida útil, basado en
experiencias similares al caso que nos ocupe, para luego, a partir de ese dato
programar ensayos para verificar la efectividad del tratamiento, realizando reaplicaciones cuando los ensayos así lo indiquen.
En términos generales se debe pensar en re-aplicaciones cada 6 meses para
impregnaciones hidrófobas c/base agua (siliconatos), cada 4 ó 5 años para
impregnaciones hidrófobas c/base solvente (resinas de siliconas, silanos, siloxanos).
En estos casos de mantenimiento preventivo alcanzaría con una re-aplicación del
producto; cuando el mismo no se realice en tiempo y forma, y por lo tanto sea
necesario mantenimientos correctivos deberá realizarse el diagnóstico correspondiente
con la identificación de las causas (capítulo 2 - Orientación para el Diagnóstico),
tratamiento de reparación (capítulo 6 - Procedimientos de Reparación) y finalmente la
protección del hormigón.
Es importante resaltar el hecho que en tratamientos aplicados sobre superficies de
hormigones jóvenes, menores de 6 meses, no es posible obtener una eficacia de larga
duración, en tanto que el proceso de hidratación del cemento continúa, formándose
superficies nuevas no humedecidas por los productos de impregnación.
Ensayos
Este tipo de productos se debe controlar por los ensayos que se detallan a
continuación. Cabe mencionar, que las siguientes normas son métodos de ensayo en
los cuales se deben comparar materiales tratados con impregnaciones hidrófobas con
un patrón equivalente no tratado.
Como criterio para lograr un balance de bajo contenido de humedad en los muros, así
como de durabilidad de al menos 5 años de los tratamientos, se han definido los
siguientes criterios:
!
!
!
Reducción de absorción de agua de mínimo 70%, idealmente 90%.
No reducir la capacidad de difusión de vapor de agua del material tratado en
más de 10%.
Poseer buena resistencia a la alcalinidad y rayos UV, así como una buena
adherencia.
Ensayos que certifican a los productos
Para todo tipo de impregnación hidrófoba:
!
!
!
!
DIN 52617, determinación del coeficiente de absorción de agua por capilaridad
en materiales de construcción. La reducción de absorción a 24 h. de exposición
y respecto al patrón sin tratamiento, deberá ser de al menos 90%.
DIN 52103, método A, punto Nº 6.3.1, determinación de absorción de agua
bajo presión (simula lluvia con viento). La reducción de absorción a 2 y 12hs de
exposición y respecto al patrón sin tratamiento, deberá ser al menos 70%,
idealmente 90%.
DIN 52615 o equivalente, determinación de permeabilidad al vapor de agua de
materiales de construcción y aislación. El tratamiento no debe reducir la
capacidad de difusión de vapor de agua del material original en más de 10%.
Resistencia a la alcalinidad. Se sugiere ensayar según el método descrito en el
reglamento del Ministerio de Transportes de Alemania TP OS, Edición 1990, bajo
punto 6.12., en que después de exposición a la alcalinidad. La determinación de
absorción de agua a las 24 h. , arroje una reducción de absorción de mínimo
70% e idealmente superior a 90%.
Para impregnación hidrófoba utilizada en zonas con nieve
!
Resistencia a ciclos de hielo-deshielo-sales, según ISO / DIS 4846-2 con una
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solución al 3% de cloruro de calcio en 30 ciclos a temperaturas entre –20º C y
+20º C
Otros ensayos
!
!
!
!
!
Control de campo
Los rayos ultravioletas degradan los productos de impregnación hidrófoba. Por
esta razón, para ser completamente eficaces, estos productos deben penetrar lo
más adentro posible en los poros capilares. Es a partir de una profundidad de
aproximadamente 0.2mm cuando quedan protegidos contra la acción de los
rayos UV
Profundidad de Penetración
Unos 20 o 30 minutos después de la aplicación, se remueve un pequeño sitio de
aproximadamente 1cm de profundidad.
Las zonas que están mojadas por el producto de impregnación o el solvente
aparecen más oscuras.
Procedimiento con colorante
Se agrega un colorante al producto de impregnación. En una fisura, se
determina la profundidad de penetración del colorante, la cual equivale a la
profundidad de penetración del producto de impregnación.
Profundidad de la impregnación
Catorce días después de la impregnación, se remueve un poco el material en un
sitio pequeño y se limpia con agua. La zona hidrófoba aparece más clara.
Ensayo con pipeta RILEM (Ensayo de Karstens).
En este punto también posee validez la pipeta Karsten ilustrada en la Figura
9.4.11. Paralelamente se puede realizar una prueba aleatoria con una lluvia
artificial con agua a presión de 0,13 Psi, por mínimo 15 minutos.
Este ensayo ha sido propuesto por el investigador alemán Karstens y ha sido probado
por RILEM para el control de infiltración en muros así como en Alemania para la
evaluación en sitio de tratamientos repelentes al agua.
Su aplicación ha sido hecha tanto en laboratorio como en sitio, con resultados
aceptables, aún cuando la literatura señala la conveniencia de efectuar numerosas
medidas
Se usan con fines de control de obra, especialmente de la calidad
impermeabilizaciones.
de las
Consiste en el empleo de un dispositivo, el cual se aplica contra la superficie vertical
que se desea controlar durante un lapso de 10 minutos, manteniendo una columna de
agua permanente de 10 cm de altura, midiendo la cantidad de agua que debe
adicionarse para lograr esta condición.
En esta forma, el ensayo simula una situación de lluvia con una presión de viento
equivalente a 140 km/h, lo que corresponde a una condición extremadamente
exigente.
Figura 9.4.11. Ensayo de pipeta RILEM o ensayo de Karsten
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Sin embargo, dado que lo que se desea detectar es la existencia de sectores de alta
infiltración es posible estudiar formas de aplicación que correspondan a situaciones
más reales para el sector donde está ubicada la superficie que se desea controlar.
El ensayo tiene como principal limitación las pequeñas dimensiones de la pipeta, lo
cual conduce a mediciones localizadas, que no necesariamente representan la
situación de toda la obra que se desea controlar.
Por este motivo, se estima que su empleo debería efectuarse mediante un criterio
estadístico, en el cual se efectuara numerosas mediciones locales, evaluándose tanto
el promedio como la dispersión de los resultados obtenidos para la calificación del
resultado obtenido.
Estos criterios no han sido desarrollados y, al igual que el método ASTM E 514, hará
necesario efectuar una investigación que conduzca tanto a la definición de la
metodología de ensayo como de los criterios de aceptación y rechazo
Ello hace también conveniente una contrastación con ensayos efectuados en túnel de
viento.
La absorción del agua en el hormigón trata con una impregnación hidrófoba tiene
valores de 0.02 a 0.2 kg/m2 (h)1/2.
9.4.3 Barnices y Pinturas formadores de película
Mecanismos de protección
El mecanismo básico de protección consiste en la formación de una película
semiflexible y continua, que actúa como barrera de baja permeabilidad a gases, al
agua y al vapor de agua conforme ilustrado en la Figura 9.4.12.
Requieren un substrato homogéneo y liso, con poros de abertura máxima de 0,1mm.
Acompañan pequeños movimientos estructurales; no son capaces de absorber
eventuales fisuras de la estructura, con posterioridad a su ejecución.
Figura 9.4.12. Mecanismo de protección de barnices y pinturas, formadores de película
La mayoría no es capaz de absorber eventuales fisuraciones posteriores de la
estructura, o sea, son capaces de cubrir una fisura existente de hasta 0.1 mm, pero la
película se rompe si la estructura se fisura después que la pintura de protección está
concluido
Características
Las principales característica son las que se detallan a continuación:
! Reducen significativamente la carbonatación;
! Reducen significativamente la lixiviación;
! Reducen la permeabilidad a las sales solubles;
! Reducen e inhiben el desarrollo de hongos y bacterias;
! Su mantenimiento y repintado es fácil y simple.
Limitaciones
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No permiten el secado del hormigón húmedo, por lo tanto hay que esperar que
el substrato este seco para pintar.
Tanto los barnices mate, los satinados y los brillantes modifican la estética de
la superficie.
Requieren una superficie lisa y homogénea, no siendo adecuados para
superficies de hormigón rugosa. En el caso de tener este tipo de superficies
rugosas, se debe realizar un tratamiento previo, que consiste en la aplicación
de una masilla, para luego poder aplicar la pintura.
!
!
!
Naturaleza de los productos disponibles:
La Tabla 9.4.5 que sigue a continuación describe la naturaleza de los productos más
comúnmente usados como pintura de protección, así como su aplicación.
Las pinturas de protección se clasifican según la naturaleza y característica del sistema
de resina utilizado en:
!
!
Resinas alquídicas
No son apropiadas para soportes alcalinos ni superficies muy lisas y poco
absorbentes.
Se aconseja su aplicación por su alto poder de penetración en soportes porosos
tales como hormigones disgregados carbonatados y áridos fundamentalmente
calizos, asegurando una mayor estabilidad en el tiempo de la pintura.
La amplia gama de colores posibles, así como la brillantez de tonos lograda,
unido, sobre todo, a su excelente penetración capilar, la hacen aconsejable en
las obras de rehabilitación, cuyos elementos de mortero y hormigón, sean de
edad elevada y c/un pH bajo.
Resinas de estireno-butadieno, vinilo-tolueno o copoliméricas acrílicas
Son pinturas mates basadas en resinas de pliolite (acrílicas), estirenobutadieno, o de vinilo-tolueno, base solvente que presentan una gran
adherencia sobre superficies degradadas, cuya alcalinidad sea alta.
[v]
Tabla 9.4.5.Pinturas de Protección
Características
del sistema de
resina utilizado
Tipo de
curado
Clasificación
de la pintura
según el
vehículo
Espesor
habitual de
la película
seca (mm)
Acrílico
Simple
evaporación del
solvente
Base solvente
0.020 a 0.250
Acrílico
Simple
evaporación del
agua
Emulsionado con
Agua
0.040 a 0.700
(dependiendo
de la fórmula y
aplicación)
Caucho clorado
Simple
evaporación del
solvente
Base solvente
0.100 a 0.300
Epóxica
bicomponente
Reacción con el
componente
endurecedor
Base solvente
0.020 a 0.2500
Epóxica
bicomponente
Reacción con el
componente
endurecedor
Exenta de
solventes
Encima de
0.300
Ejemplos de
aplicaciones
convencionales
Pintura anticarbonatación,
pintura de superficies
interiores y exteriores, con
razonable estabilidad de
color y de resistencia a la
foto degradación.
Pintura anticarbonatación
para superficies interiores y
exteriores, buena
estabilidad de color y
resistencia a la foto
degradación.
Pintura anticarbonatación,
buena resistencia a la
abrasión, humedad y
álcalis, pintura de
pavimentos industriales,
franjas demarcatoria y
piscinas.
Pavimentos industriales
(buena resistencia a la
abrasión) superficies
interiores (elevada
resistencia química) y
tanques de agua potable
Tanques para
confinamiento de productos
químicos, tuberías y
superficies interiores
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Epóxica
bicomponente
Reacción con el
componente
endurecedor
Emulsionado en
agua
0.040 a 0.120
Estireno-acrílico
Simple
evaporación del
solvente
Base solvente
0.020 a o.200
Poliuretano alifático
bicomponente
Reacción con el
componente
endurecedor
Base solvente
0025 a 0.075
Poliuretano alifático
bicomponente
Reacción con la
humedad
atmosférica
Reacción con el
componente
endurecedor
Libre de solvente
0.500 a 2.000
Base solvente
0.125 a 0.150
Sistema doble
epoxi-poliuretano
Reacción con
los
componentes
endurecedores
Base solvente
0.100 a o.250
Vinílica
Simple
evaporación del
solvente
Base solvente
0.025 a 0.070
Poliuretano alifático
bicomponente
(alto espesor)
!
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sujetas a ataque químico
Pintura de áreas internas
en Industrias alimenticias
(no contamina alimentos ni
exhala olor), sellado de
pavimentos industriales y
superficies interiores.
Pintura anticarbonatación,
poca resistencia a la
intemperie y a la foto
degradación
Pintura anticarbonatación y
pinturas internas o
externas de alta resistencia
química.
Pintura de alta resistencia a
la abrasión para
pavimentos industriales
Pinturas de pisos
industriales
acabadoantideslizante y
pintura de áreas interiores
y exteriores.
Pinturas de buen
comportamiento frente a la
carbonatación y pinturas
exteriores o interiores de
alta resistencia química.
Pinturas de alta resistencia
química, pero con baja
resistencia a disolventes.
Presentan una excelente impermeabilización frente a humedades exteriores,
permitiendo la transpiración del elemento, así como una excelente resistencia a
la formación de mohos.
Resinas epoxídicas de dos componentes
Sistema a partir de resinas epoxídicas de dos componentes en solución.
Presenta una excelente dureza y buena resistencia a los agentes químicos y a la
abrasión. Pierden brillo e intensidad de color con la acción de los rayos UV, por
lo que su utilización con fines estéticos, debe estar en función del resto de
cualidades demandadas.En fachadas se aconseja usarlas como primera mano.
Las elevadas tensiones ocasionadas por este tipo de pinturas, pueden ocasionar
desprendimientos del soporte, cuando la resistencia mecánica de éste es
insuficiente. Previo a su aplicación se debe hacer un detallado análisis de las
condiciones de la superficie del hormigón. Si ésta es de poro cerrado, previo a
su aplicación, se debe proceder a la apertura de los poros del hormigón,
mediante fregado, chorro de arena o flameado.
El film resultante de su aplicación, forma el equivalente a una barrera de vapor,
lo que implica su nula condición de permeabilidad y facilidad de secado de la
superficie pintada, con lo que su empleo debe realizarse sobre soportes secos, y
evitar la humidificación ulterior de éste.
Las resinas epoxídicas en solución acuosa, presentan una manera notable de sus
propiedades frente a las agresiones de naturaleza química. Tiene carácter
atóxico
!
Resinas de poliuretano de dos componentes
Pinturas brillantes, satinadas, mates, basadas en resinas de poliuretano de dos
componentes, que poseen puntos reactivos en su estructura, actuando uno
como endurecedor, dando lugar a polímeros reticulados, de excelente dureza y
alta resistencia química y mecánica.
Presentan propiedades ignífugas, efectos fungicidas y producen un eficaz efecto
barrera frente a los gases ácidos. Tienen una baja adhesión de la suciedad. Se
deben aplicar sobre soportes compactos y secos.
Muy indicadas para la protección del hormigón en primera línea de mar, como
avenidas y lugares marítimos.
!
Cauchos clorados y vinílicas base solvente
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Sistemas de pinturas generalmente semi-brillantes, de difusión cerrada,
resistentes a la intemperie (pierden brillo), gases industriales, a los álcalis de los
soportes minerales porosos y a los agentes químicos de naturaleza no orgánica.
Las buenas propiedades de formación de película, baja permeabilidad al vapor de
agua, y rápido desprendimiento de disolvente, unido a que no poseen valor
nutriente y por lo tanto no son degradadas por ataque biológico ni promueven e
crecimiento de moho, las hacen idóneas como recubrimientos decorativos y de
protección.
Exigen de una aplicación cuidadosa específica; deben colocarse sobre soportes
perfectamente secos. Los hormigones tendrán más de un mes de realizados
Antes de su aplicación ser recomienda tratar la superficie con ácido diluido a
10%.Se prolongara el tiempo de secado, al menos, durante siete días.
!
Resinas vinílicas
Las resinas mas apropiadas para el hormigón son pinturas cuyo vehículo está
formado por resinas plásticas emulsionadas, en este caso de carácter vinílico,
dispersas en agua.
Presentan una buena durabilidad
ligeramente ácidos.
sobre
soportes débilmente
alcalinos o
Debido a su intolerancia y mal comportamiento frente a hormigones no
carbonatados, se suele fabricar combinadas con acrílicos, generando una
variedad muy extensas de pinturas plásticas.
De difusión abierta, por su rendimiento, cubrimiento y admisión de agua, son
apropiadas para el pintado y mantenimiento de superficies no sometidas a altas
exigencias de cualquier naturaleza.
!
Resinas acrílicas
Constituyen un sistema de pinturas de poro abierto, basadas en copolímeros
acrílicos que admiten la incorporación de diversidad de cargas en función de los
requisitos solicitados, constituyendo el grupo de pinturas plásticas y látex de uso
más extendido.
Los más adecuados para el hormigón, son los acrilatos que se incorporan en
solución acuosa, obteniendo mayor adherencia que los acrilatos que se
incorporan en dispersión acuosa.
Preparación y Limpieza del substrato
El substrato tiene una influencia fundamental en la durabilidad de los sistemas de
protección de las superficies. El hormigón por su rugosidad y porosidad natural es un
buen substrato que permite una rápida absorción de la humedad de la primera capa de
las pinturas o barnices empleados. Los procedimientos de preparación y limpieza son
descritos con detalle en el Capítulo 5: “Procedimientos de Limpieza y Preparación de
Substrato”, mencionando en los parágrafos siguientes algunos de ellos.
Para obtener una buena adherencia, es necesario que la superficie de hormigón:
!
!
!
!
!
Esté íntegra, limpia, resistente, y libre de contaminación de productos para un
rápido curado, agentes desmoldantes, en su mayoría incoloros pero que
ocasionan falta de uniformidad en el color y perjudican la adherencia con la
pintura;.
Esté libre de anomalías tales como fisuras, oquedades, desprendimientos, vacíos
de hormigonado, corrosión de armaduras, eflorescencias, etc, presentes en e
hormigón Deben ser reparadas, previa aplicación de los productos de protección;
No posea aristas vivas;
Tenga la rugosidad y porosidad apropiada para el revestimiento a aplicar;
Esté seca;
Los trabajos previos a la aplicación de la pintura o barniz, irán encaminados a los
procedimientos de reconocimiento de los requisitos, que debe satisfacer el substrato y
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a los procedimientos de limpieza y preparación de la superficie, en pos de obtener un
adecuado nivel de estabilidad dimensional y químico del soporte, que asegure
aceptables condiciones de pintado y de vida útil.
Procedimientos de reconocimiento
!
Determinación del valor del pH de las superficies de hormigón tratadas con
[vi]
!
ácido o limpiadas con productos químicos para su pintado
.
Determinación de la presencia de humedad en el hormigón antes de su pintado
[vii]
Método de la Lámina Plástica
.
Requisitos específicos del hormigón:
!
Alcalinidad
Superficies con un valor de PH superior a 9, demandarán como imprimación
pinturas resistentes a los álcalis.
!
Textura superficial:
Es consecuencia de la composición de sus elementos constituyentes, tipo de
encofrado y tratamientos de la superficie. Tenemos dos tipos de textura
Poro cerrado: los hormigones compactos, con encofrados lisos y estancos, y de
estructura capilar muy cerrada, demandarán el uso de pinturas con una alta
adherencia o bien, proceder a una apertura superficial, mediante tratamientos
químicos o mecánicos. Cuando la lisura es debida a una lechada de terminación,
ésta deberá eliminarse, sobre todo con pinturas epoxídicas y de caucho clorado.
Hormigones cavernosos o celulares: sea debido a las características de su
confección o a tratarse de superficies friables por la acción del tiempo, los
hormigones altamente porosos, demandarán pinturas con un alto poder de
consolidación, fijación y penetrabilidad. Con frecuencia, la existencia de coqueras
y nidos de gravas, exigirán su reparación, previa al pintado, mediante la
aplicación de masillas regularizadoras.
!
Agentes externos: Humedad e Intemperismo
Las condiciones de impermeabilidad del soporte y las medioambientales a la que
se prevé esté sometido, serán determinantes para la elección de un sistema de
difusión cerrado o abierto, debiendo impedirse o reducir al mínimo las
infiltraciones del agua por remonte capilar o humedades ascensionales o la
aparición de éstas en el intradós del elemento.
[viii]
La limpieza de las superficies de hormigón
se realiza a fin de eliminar
grasitud, suciedad y sustancias sueltas antes de la aplicación de recubrimientos
No se pretende alterar el perfil de la superficie de hormigón, sino sólo efectuar
su limpieza. Es necesario por lo tanto un conocimiento detallado de los distintos
procedimientos (Capítulo 5: “Preparación y Limpieza del Substrato”)
Algunos de ellos como la limpieza a escoba o cepillo, el chorro de aire y el de
chorro de vapor, entre otros, no son suficiente para la aplicación de sistemas
protectores que deben resistir condiciones de inmersión permanentes o
intermitentes y exigencias mecánicas altas o para sistemas protectores que
[ix]
requieran máxima adherencia para brindar resultados satisfactorios.
Curado
Los sistemas de protección al estar compuestos por capas muy delgadas, necesitan
protegerse de la radiación solar directa y del viento. Es necesario además tomar
medidas adicionales para mantener estas capas húmedas el tiempo necesario según e
tipo de protección a utilizar. (sobre todo c/ materiales de base cemento, siendo
importante en el caso de las capas sintéticas protegerlas del polvo)
Métodos de aplicación
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La aplicación de la pintura de protección, es tan importante como la preparación de la
superficie y la correcta selección del sistema a utilizar. Todas las pinturas presentan
una separación entre los componentes más pesados de los más leves, muchos
pigmentos pueden, por lo tanto, sedimentarse.
Para una correcta aplicación y durabilidad de los sistemas de protección, es
fundamental que el producto sea homogéneo, siendo necesarios en algunos casos, la
utilización de mezcladores mecánicos.
Se recomienda:
!
!
!
!
!
!
!
Elegir el método de aplicación más adecuado a las características de la obra y a
su ubicación.
Ejecutar la pintura, preferentemente, con una temperatura ambiente entre el
10ºC y 35ºC.
Evitar pintar fachadas, cuando éstas reciben directamente la acción solar.
No pintar en áreas externas en días de mucha humedad, o con humedad
relativa superior al 90%. Seguir instrucciones del fabricante.
el tenor de humedad superficial relativa del hormigón preparado para recibir la
pintura, no debe ser mayor que 5 o 6 %.
Iniciar los trabajos de pinturas inmediatamente después de haber realizado la
preparación del substrato, para evitar así posibles contaminaciones del mismo.
El número de capas de pintura a aplicar, estará fijado por el fabricante o el
proyectista, basándose en las características de la pintura y la consecución del
espesor mínimo necesario para lograr los requisitos exigidos. Por lo general será
necesarias un mínimo de tres manos: una primera de imprimación, una segunda
o intermedia y una de acabado.
Los principales métodos de aplicación utilizados son:
1. Pulverización:
Es un método utilizado, para la aplicación de pinturas en grandes superficies. Las
propiedades físicas del producto son particularmente relevantes para este método de
aplicación: son adecuados los materiales de viscosidad media y tixotrópicos.
Sobre hormigón se utilizan los siguientes métodos de pulverización:
a) Sistema Convencional: Es el más utilizado en función de su versatilidad. Están
disponibles varios tipos de pistolas y mezclas, que permiten un gran número
de combinaciones para variados tipos de pintura. Cuando el líquido es más
denso o cuando se exige mayor producción, la pintura es forzada hasta la
salida por una presión positiva ejercida en el recipiente por el aire comprimido.
Viscosidad baja y capas finas.
b) Airless: es el más adecuado para la aplicación de hidrófugos de superficie.
Favorece el anclaje, es rápido, e involucra poca mano de obra. La pulverización
se logra por la oscilación de la presión hidráulica aplicada a la pintura. No es
adecuada para pequeños trabajos (alta productividad).
2. Brocha:
Es un buen método para la aplicación de la primera mano “imprimación” (primer),
porque fuerza la pintura dentro de los poros y de las irregularidades de la superficie.
Es una técnica adecuada para superficies de poca extensión.
3. Rodillo:
Es recomendada para superficies planas uniformes. Como ventajas del proceso, se
puede citar la sencillez en la aplicación.
Vida útil y Reaplicación
Los servicios de mantenimiento del hormigón pueden estar incluidos en un programa
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de mantenimiento preventivo o en un programa de mantenimiento correctivo
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[x]
.
Para estimar la vida útil de los sistemas de pinturas de protección se puede consultar
la literatura disponible u observar obras similares que estén en las mismas condiciones
de exposición. De cualquier forma es conocido que los sistemas protectores tienen
una vida útil relativamente corta cuando son comparados con la de la estructura (50
años) debiendo ser periódicamente inspeccionados para verificar la necesidad de
mantenimiento, con vistas a mantener su funcionalidad.
De forma general es conveniente el repintado preventivo para:
!
!
!
Pinturas base agua cada 2 o 3 años
Pinturas base solvente cada 4 años
Sistemas duplos cada 6 o 7 años
En el caso de mantenimiento correctivo, los trabajos de mantenimiento son típicos de
corrección de manifestaciones patológicas, o sea, hay necesidad de un diagnóstico
previo del problema para la identificación de las causas, y consecuentemente proceder
a la protección del hormigón.
La durabilidad de la protección dependerá fundamentalmente de:
!
!
!
!
La buena preparación de la superficie;
La adecuabilidad de uso;
[xi]
Del control de la calidad en la fabricación
.
Del control de la calidad en la aplicación.
Ensayos
Los controles de adherencia, dureza, elongación, resistencia a tracción, dosificación,
brillo y espesores, todos ellos normalizados, deben ser realizados constantemente
durante la ejecución de los trabajos de protección según normativa específica.
9.4.4 Sistemas Combinados de Protección o Sistemas Duplos
Figura 9.4.13. Mecanismo de protección de los sistemas combinados o “sistema duplo”
En estos sistemas se combinan las ventajas de los productos hidrofugantes de
superficies, con los formadores de películas, como los impermeabilizantes, conforme
Figura 9.4.13.
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Tests comparativos han demostrado que este tipo de sistemas, ofrece una mejor
protección que los sistemas convencionales, en ambientes de elevada agresividad.
Para conferir, también elevada protección química al concreto y resistencia a la
fotodegradación en superficies externas en atmósferas industriales, fueron
desarrollados sistemas duplos constituidos por:
!
!
Un primer de resina epoxica + poliuretano disperso en solvente
Un primer de silano-siloxano (hidrófugo de superficie) + una mano de terminación
en acrílico (metacrilato de metilo) disperso en solvente.
En casos dónde el pH del hormigón es superior a 9, se utiliza un sistema de protección del
tipo duplo constituido por:
!
Una mano de imprimación o primer con resinas de base acrílica, (como puede
ser el estireno-butadieno o el vinil-tolueno) + una capa de terminación con una
resina alquídica.
9.4.5 Orientación para la selección del sistema
La tabla 9.4.6 presenta los productos disponibles comercialmente para la protección
de superficies de concreto.
Tabla 9.4.6.Orientación para la selección del producto y sistema de protección (Helene, 1997)
Material
Mortero Polimérico
Adhesivo de base
acrílica
Hidrofugante
Barniz de base
acrílica
Principales características
Tixotropía
Espesor de hasta 3mm
No retrae
Bajísima permeabilidad y difusividad
Exige sustrato húmedo
Exige sustrato húmedo
Alta adherencia al concreto
Disminuye la permeabilidad y difusividad de
los morteros
Resistente a la humedad
Elevada penetración en el sustrato
Bajísima Viscosidad
Tratamiento
permanente
a
base
de
silano/siloxano Reduce la penetración de
cloruros
Elevada adherencia al sustrato
Reduce la penetración de CO2 y la lixiviación
causada por el agua
Pintura de base
acrílica
Pintura de base
epóxica dispersa en
solvente
Pintura de base
epóxica dispersa en
agua
Pintura (de alto
espesor) de base
epóxica
Pintura a base de
poliuretano
Pintura antigrafiti
Elevada adherencia al sustrato
Impide la penetración de CO2 y la lixiviación
causada por el agua
Pigmentado
Elevada adherencia al sustrato
Elevada resistencia química
Elevada adherencia al sustrato
Elevada resistencia química
No tóxica
Elevada adherencia al sustrato
Altísima resistencia química
Buena resistencia a la abrasión
Elevada adherencia al sustrato
Elevada resistencia química
Resistencia a la fotodegradación
Elevada adherencia al sustrato
Resistencia a la fotodegradación
Totalmente impermeable a cualquier otro
tipo de pintura Fácil remoción de grafitis
mediante el uso del Graffiti Remover
Aplicación
Revestimientos y acabados superficiales
en estructuras de concreto
Aditivo para pastas de acabado
Hidrofugante para uso en superficies de
concreto, albañilería y piedras naturales
ornamentales
Concreto expuesto
Barniz formador de películas para
protección superficial del concreto y
albañilería
Concreto arquitectónico
Pintura formador de películas para
protección superficial del concreto y
albañilería
Concreto arquitectónico
la
la
la
la
Pintura formadora de película para
protección superficial en general
Evitar exteriores
Pintura formadora de película para
protección superficial en general
Evitar exteriores
Especialmente
desarrollada
para
la
protección de tanques y canaletas
sometidas a ataque químico severo
Pintura formadora de película para
protección superficial en general
Para protección de muros y fachadas
sujetas a grafitos
Protección para superficies de concreto
en atmósferas urbanas y marinas, ricas
en CO2, SO2 y CL-.
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Sistema duplo de
base
silano/siloxano y
acrílico
Sistema duplo de
base epóxica y
poliuretánica
Revestimientos
especiales
Elevada
penetración
substrato
y
adherencia
al
Página 30 de 80
Sistema de protección para superficies de
concreto en atmósferas industriales,
urbanas y marinas, ricas en Co2, SO2 y
ClConcreto arquitectónico
Impide la penetración de Cl- y CO2 al mismo
tiempo que permite la salida del vapor de
agua existente en el concreto
Elevada
penetración
y
adherencia
al
substrato
Elevada resistencia química
Resistente a la fotodegradación
Elevada
penetración
y
adherencia
al
substrato
Elevada resistencia química
Sistemas de protección para superficie de
concreto
en
atmósferas
de
alta
agresividad química
Exterior e interior
Protección de tanque, canaletas, pisos y
estructuras de concreto o metálicas en
contacto directo con productos químicos
agresivos
9.5 PRINCIPALES MANIFESTACIONES
PATOLÓGICAS EN LOS SISTEMAS DE
PROTECCIÓN
Las principales causas de manifestaciones patológicas en los sistemas de pinturas de
protección son las que se detallan a continuación:
!
!
!
!
!
!
!
Selección inadecuada del producto.
Condiciones metereológicas diferentes a las previstas.
Tratamiento inadecuado del substrato.
Aplicación incorrecta del sistema
Dilución excesiva de la formulación.
Aplicación insuficiente de capas.
Mala calidad de la formulación del producto que no corresponde a las
especificaciones
Las principales manifestaciones patológicas están descritas en la Tabla 9.5.1 e ilustradas
en la Figura 9.5.1.
Tabla 9.5.1. Principales manifestaciones patológicas de los Sistemas de Protección del Hormigón
Manifestaciones
patológicas
Causa más
probable
Eflorescencia
Substrato
húmedo,
Agua de infiltración
1 mes o
cualquier
momento
Substrato
alcalino
1 a 6 meses
Retirar la pintura, aplicar un
lavado con solución ácida y
repintar
Agua de lluvia
1 día
Lavar la pintura o el barniz,
repintar si es necesario
Ampollas
Substrato
húmedo;
Osmosis, Agua de
Infiltración
1 a 2 meses
Retirar la pintura, eliminar la
causa de infiltración y secar el
substrato antes de reintar
Disgregación y
desprendimiento
Intemperie; Substrato
con
ausencia
de
curado
Cualquier
momento o en 1
mes
Rectificar
producto
Decoloración y/o pérdida
de brillo
Acción ultravioleta
6 meses
Rectificar
producto
Exfoliación
Exceso de dilución
2 meses
Eliminar la causa del problema y
preparar
adecuadamente
el
substrato antes de repintar
Mala preparación del
substrato
2 meses
Eliminar la causa de la humedad
y
corregir
formulación
del
producto
Saponificación
Escurridos y manchas
Hongos
Período más
probable de
aparición
muy
Humedad elevada
Ausencia
funguicida
formulación
en
en
Procedimientos de
corrección
Retirar la pintura, eliminar la
causa de la infiltración y secar el
substrato antes de repintar
la
formulación
del
Retirar la pintura, aplicar solución
de metasilicato de sodio y
repintar
la
formulación
del
de
la
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Procedimientos de Protección y Mantenimiento de Estructuras
Página 31 de 80
Figura 9.5.1. Principales manifestaciones patológicas
9.6 SISTEMAS DE PROTECCIÓN PARA PISOS DE
HORMIGÓN
9.6.1 Consideraciones generales
Los pisos industriales de hormigón, deben ser considerados como un sistema capaz de
satisfacer, además de las demandas propias de todo pavimento, ser aptos para el
transporte de bienes y personas, las demandas derivadas del uso particular del que
sea objeto; dependiendo del tipo de industria y del sector al que pertenezca dentro de
la misma.
En tanto al comienzo del capítulo anotábamos que “toda obra de arquitectura o
ingeniería puede ser considerada como un sistema más o menos complejo creado para
satisfacer un conjunto de necesidades” y que “la exposición de los componentes y/o
subsistemas que la integran a los diferentes agentes de degradación, producirá
deterioro y bajas de desempeño”, se adjunta una guía de requerimientos más
comunes que debieran tenerse en cuenta incluyendo algunos valores estimativos de
cargas que normalmente actúan sobre ellos
Despreciar las peculiaridades de uso, pueden reducir mucho la vida útil del pavimento.
Por otra parte, ya sea porque el piso se desgaste en forma prematura, o porque el
mismo se contamine por aceites, sales, ácidos, u otros productos químicos, que
penetren en los poros del hormigón, la ecuación económica de la industria se verá
afectada al aumentar, por un lado los costos de producción - tareas de mantenimiento
y/o reparación más frecuentes de pavimentos, máquinas y/o herramientas afectadas
por polvo - y al disminuir por otro el volumen de la producción aumentando tiempos
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improductivos.
Una superficie deteriorada o mal terminada debe ser corregida para recuperar sus
propiedades, y protegida para que mantenga por más tiempo esas propiedades.
La elección del sistema de protección no es tarea fácil, pues no solo se deben tener en
cuenta los requerimientos a que va estar sometido, sino que también hay que conocer
y considerar el estado actual del suelo, objeto de mejora, y los recursos disponibles
para las tareas a emprender, conforme presentado en la Figura 9.6.1
Figura 9.6.1. Elección de productos y sistema de protección
El pavimento, como superficie plana se compone de:
!
!
!
!
terreno natural preparado,
una sub-base, colchón de material seleccionado que hace las veces de
cimiento,
una estructura que recibe las distintas cargas ,
un acabado o capa de desgaste adecuada a los requerimientos propios de la
industria
El diseño del piso es un proceso crítico y puede ser la razón del éxito o del fracaso en
la ejecución del trabajo
Nos vamos a referir en este punto a los sistemas de protección de pavimentos de
hormigón, sin olvidar que las prestaciones del mismo estarán limitadas por las
cualidades del substrato sobre el que se aplican.
Requerimientos
A seguir son enumerados los principales requerimientos, propiedades y condiciones a
ser considerados en las etapas de diseño, construcción y puesta en uso de los
pavimentos de hormigón (vide Tablas 9.6.1 y 9.6.2).
Requerimientos físicos
!
!
!
!
!
!
Resistencia mecánica
1. A cargas estáticas (Mercadería acopiada s/ piso)
2. A cargas de impacto (Caída de objetos)
3. A cargas dinámicas (Rodamiento de carretillas, etc)
4. A la abrasión
5. A la acción de choques térmicos
Propiedades térmicas
Propiedades acústicas
Planeidad y estabilidad de la forma
No generación de polvo
Impermeabilidad e otros
La Tabla 9.6.1 presenta los principales requerimientos físicos para la selección de un
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sistema de protección de pisos de hormigón
Tabla 9.6.1.Principales requerimientos físicos
Destino
Locales escolares.
Oficinas.
Hospitales.
Galerías comerciales
(no en zonas de
stockage)
Hall de estaciones,
Aeropuertos,
Circulación peatonal
intensiva.
Zonas de stockage
Locales
para
uso
alimentario.
Utilizaciones
Peatones.
Carritos de mantenimiento.
Peso total de
carga
(kN)
3
Vehículos turismos.
Camionetas (ocasionalmente).
Carretillas elevadoras (ruedas de caucho)
Camionetas y carretillas elevadoras con ruedas.
Camiones(ocasionalmente).
Grandes cargas (ocasionalmente)
24
30
24
35
60
300
Camiones y carretillas elevadoras.
Camiones.
Grandes cargas.
Grandes cargas (ocasionalmente)
Transpalets con ruedas rígidas por mm del
ancho de rodadura.
70
90
300
600
0,12
Requerimientos químicos
!
!
Resistencia a
1. Productos químicos (ácidos, bases, etc)
2. Intemperismo (Resistencia a los rayos U.V., etc.)
Otros
Requerimientos constructivos
!
!
!
!
!
!
Características de la “Subestructura”
1. Resistencia de la capa portante
2. Composición de capa portante
3. Presencia de humedad
4. Otros
Existencia de “Puntos singulares”
1. Juntas (distancia máxima entre ellas, tipos de movimiento, etc)
2. Regueras
3. Bordes
4. Atravesamientos
5. Otros
Condiciones de elaboración
1. Tecnología disponible
2. Capacitación de la mano de obra
Plazos para el uso
Instalaciones
Otros
Requerimientos por mantenimiento
!
!
!
!
!
!
Facilidad de limpieza
Pendientes para escurrimientos
Peligro de charcos en caso de limpieza en húmedo
Posibilidades de limpiezas
Sellado superficial.
Otros
Otros requerimientos
!
!
Estéticos
Seguridad
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Procedimientos de Protección y Mantenimiento de Estructuras
!
!
Página 34 de 80
Propiedades antideslizante
Propiedades eléctricas
Tabla 9.6.2 Principales propiedades
1. Condiciones para la construcción
2. Propiedades físicas para el uso
1.1
2.1
Subestructura:
Propiedades mecánicas:
-Coherencia del subsuelo
-Dureza
-Capacidad de soporte del subsuelo
-Resistencia a la compresión
-Capa antiheladas
-Resistencia a la flexotracción
-Espesor
-Profundidad de huella
-Composición granulométrica
-Elasticidad
-Compactación
-Deformación por compresión
1.2
-Flexibilidad
Impermeabilización(capas barrera):
-Barrera a la difusión de vapor de agua
-Resistencia al impacto (a los golpes)
-Contra la humedad del suelo
-Resistencia al corte
-Contra agua sin presión
2.2
-Contra agua con presión
-Abrasión
1.3
-Espesor de la capa de desgaste
Cálculo de la capa portante:
Desgaste (protección antidesgaste):
-Armadura del hormigón
-Resistencia a daños mecánicos
-Espesor
2.3
-Peso calculado
1.4
Propiedades
(aislamiento térmico):
termotécnicas
-Conductibilidad térmica
Composición de la capa portante:
-Curva granulométrica de los áridos
-Coeficiente de penetración de calor
-Procedencia de los áridos
-Aislamiento térmico
2.4
-Estructura granular de los áridos
-Porcentaje de aglomerante
-Amortiguación del ruido aéreo
-Relación agua/ cemento
-Aislamiento acústico al ruido
-Compactación
1.5
Juntas de
construcción:
edificios
Propiedades acústicas (protección
antirruido):
y
juntas
de
-Necesidad de juntas
-Anchura de junta
de choques o pisadas
-Absorción sonora
-Insonorización interior
(en caso de impacto
-Protección de los bordes
2.5
-Formación de grietas
-Capacidad aislante eléctrica
-Coeficiente de contracción
-Capacidad de derivación
-Dilatación térmica
para cargas electrostáticas
1.6
-Rigidez eléctrica
Condiciones de elaboración:
-Temperatura de elaboración
Propiedades eléctricas:
-Resistencia a las corrientes de fuga
-Necesidad de una base de adherencia
-Resistencia específica de volumen
-Peligro de explosión al pegar
-Resistencia de superficie
-Peligro de explosión al sellar
-Constante dieléctrica
1.7
Plazo para el uso:
2.6
Planeidad y estabilidad de forma:
-Plazo para la solidez al pisar
-Estabilidad dimensional
-Plazo para tratamiento de la superficie
-Tolerancia de superficie
-Plazo para capacidad de uso pleno
-Estabilidad de forma
-¿Los vehículos de la obra pueden transitar por la
superficie?
2.7
-Medición
1.8
-Desgaste
Instalación:
Propiedad antideslizante:
-Posibilidades de instalación
-Restauración
-Canales
2.8
1.9
2.9 Otros:
Otros:
Desprendimiento de polvo
-Posibilidad de asesoramiento
-Formación de chispas
3. Propiedades químicas para el uso
-Adherencia
3.1
-Posibilidad de coloración
Resistencia a la temperatura:
-Resistencia al calor
4. Propiedades de mantenimiento
-Resistencia al frío
4.1
Facilidad de ensuciamiento
-Fragilidad (temperatura
4.2
Pendientes
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Procedimientos de Protección y Mantenimiento de Estructuras
4.3
Peligro de charcos en caso de limpieza
en húmedo
de temperatura
4.4
Posibilidad de limpieza:
3.2
-Manual
de transición vítrea)
-Resistencia a los cambios
Resistencia al fuego:
-Inflamabilidad
-Con máquina
-Propagación de incendios
-Limpieza en húmedo
-Resistencia a la combustión
-Limpieza en seco
lenta sin llama (cigarrillos)
-Limpieza en mojado
-Temperatura de inflamación
4.5 Sellado superficial
-Temperatura de combustión
-Productos secuenciales
nocivos en caso de incendio
-Formación de humo
3.3
Resistencia a agentes químicos:
-Resistencia al agua
-Capacidad de absorción
de agua (hinchamiento)
-Resistencia al aceite mineral
-Ácidos
-Lejías
-Disolventes orgánicos -Otros
3.4
Resistencia al clima y al envejecimiento:
-Suelos al aire libre
-Solidez a la luz
-Calcinación
-Resistencia a las heladas
(ciclo de heladas-descongeladas)
3.5
Otros:
-Acción bactericida
-Propiedades fisiológicas (productos alimenticios) Olor
-Posibilidad de coloración
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5. Análisis de coste-utilidad (análisis de
valores)
5.1
Coste:
-Capital ligado al coste
de construcción
-Reducción de costes en el caso
de superficies de grandes dimensiones
5.2
Gastos de explotación
5.3 Seguridad laboral:
-Propensión a accidentes
5.4 Posibilidad de reparación
5.5 Saneamiento
5.6
Otros:
-Seguridad de elaboración
-Objetos de referencia
-Frecuencia de reclamaciones
-Garantías y avales
-Superficie mínima a instalar
6. Normas y bibliografía
-Normas
-Sellos de calidad
-Directrices
-Bibliografía
Substrato- Hormigón existente
Por otra parte, luego de considerar los requerimientos a que va a estar sometido el
pavimento, veremos en función de las características del hormigón existente, cual es
el sistema más adecuado para satisfacer los requerimientos planteados.
No debemos olvidar que la primera limitante para un pavimento, es el substrato sobre
el que se aplica.
El sistema de protección puede actuar monolíticamente con el mismo al ingresar en
sus poros y ligarse fuertemente a él o, formando además una capa sobre el mismo
En tal sentido, entre los diferentes tratamientos debemos distinguir:
!
!
!
!
Impregnación o Imbibición
Sellado
Recubrimiento
Solados o sobre-losa
9.6.2 Impregnación o Imbibición
Podemos de definir la Impregnación como el relleno parcial de los poros con material
sintético.
Para su eficacia, es de importancia decisiva ver hasta que punto puede penetrar en
profundidad los impregnantes en los poros y hasta que grado de plenitud se rellenan
los huecos de la estructura.
La Impregnación puede reducir hasta un 80% el desgaste superficial, una vez
desgastada vuelve a aparecer la formación de polvo, en menor grado que una
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superficie que nunca haya sido impregnada, puesto que la resistencia mecánica, por
efecto de distribución de cargas, de la estructura de hormigón se ha visto reforzada
por la impregnación hasta cierta profundidad conforme ilustra la Figura 9.6.2. Este
aumento de la resistencia mecánica también es generada por el sellado, e
recubrimiento o la sobre –losa siendo proporcional a espesor de cada uno de ellos.
Figura 9.6.2. Mecanismo de protección de la Impregnación, aumento de la resistencia superficial del hormigón
Efecto de distribución de cargas
En el proceso de penetración están involucrados los siguientes aspectos:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Calidad del hormigón.
Contenido y tipo de poros.
Curva de fracciones granulométricas de los áridos.
Conservación del estado húmedo de la superficie durante el fraguado.
Tipo de impregnación.
Tamaño de moléculas del aglomerante.
Viscosidad de la impregnación.
Tipo de disolvente.
Temperatura.
Calidad de hormigón
También la compactación con alisadores rotativos y un tratamiento por vacío de
hormigón podrían tener cierta importancia ya que a través de estos tratamientos se
podrá modificar la calidad del hormigón en la zona superficial.
Contenido y tipo de poros.
La porosidad del hormigón puede tener múltiples orígenes a seguir:
!
!
!
!
!
Poros contenidos en los áridos.
Poros entre los áridos y la lechada de cemento.
Capilares en la lechada de cemento fraguada (poros capilares)
Micro poros en la lechada de cemento.
Poros resultantes del aire introducido en el mezclado durante la fabricación.
Los poros del hormigón son de especial importancia, pues son los que admiten e
material impregnante y afectan de forma distinta la relación substrato-material. Los
poros de aire (diámetro 0.1 hasta 3mm) difícilmente pueden rellenarse, si dicho aire no
escapa, de la misma manera poros capilares de diámetro 0.001mm no seán rellenados
con el impregnante., pues por efecto capilar se produce una retención física del agua.
Las impregnaciones pueden penetrar hasta 7mm y más según la viscosidad que
posean. Una impregnación al 50% desaparecerá por completo en la base, mientras que
otra al 70% producirá una solidificación intensa en la zona superficial. En ningún caso
deben mezclarse sustancias colorantes con el líquido impregnante, ya que los
pigmentos dificultarían o impedirían la penetración en los poros del hormigón.
La mejora en el acabado superficial de un pavimento de hormigón, es resultado de la
penetración, llenado de poros y de intensidad de la solidificación causada por e
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Procedimientos de Protección y Mantenimiento de Estructuras
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material sintético. Para lograr una profundidad de penetración óptima al aplicar una
impregnación como protección superficial será necesario:
!
!
!
!
!
!
La eliminación de la lechada de cemento.
La aspiración con aspirador industrial de elevada potencia.
El empleo de un impregnante sin pigmentos con alto porcentaje de sustancias
sólidas y moléculas polimerizables lo más pequeñas posibles.
La viscosidad óptima de aproximadamente 100 Mpa, a fin de evitar que el
impregnante se escurra hacia el fondo.
Lijado de la impregnación.
Aplicar una segunda capa del mismo material a fin de obtener una obturación
absoluta de los poros.
9.6.3 Sellado
El sellado consiste en una capa de aproximadamente 0.5 a 0.1 mm de espesor, de
excelente resistencia al desgaste, que se puede aplicar en varias capas si se desea, y
que permite obtener un piso impermeable a los líquidos con buena resistencia química
y mecánica. La superficie previamente impregnada, es sellada con una capa adicional
a razón de 120 gr/m2. El color se obtiene agregando al sellador líquido una pasta de
pigmentos.
9.6.4 Recubrimiento
Si el sellado no es suficiente para finalidad de uso prevista, se puede aplicar a
continuación de la impregnación con un espesor de capa entre 0.7 y 3mm. Son
necesarios para pisos expuesto ataques químicos y mecánicos. El mecanismo de
protección del recubrimiento aumenta la resistencia superficial del hormigón por
efecto de distribución de cargas esquematizado en la Figura 9.6.3.
Figura 9.6.3
Un recubrimiento será tanto más resistente y duradero cuanto:
!
!
!
!
!
Mayor sea el espesor de la capa.
Mejor sea la adherencia del aglomerante con los áridos.
Mayor sea la proporción de áridos.
Cuanto más duros, más resistentes químicamente, más redondos y más pobres
en aristas sean los áridos.
Mejor sea la correspondencia de las fracciones granulométricas de los áridos a
la curva de Füller, es decir si se cuenta con una mezcla exenta de espacios
huecos.
9.6.5 Solado o sobre-losa
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En caso de requerirse mayor resistencia a choques e impactos, capa de espesor
mínimo 3mm.
La protección química se obtiene a través de la naturaleza del aglomerante, de los
agentes mezcladores, del grado de reticulación, de las cargas y aditivos.
La protección contra ataques químicos se logra mediante ausencia absoluta de poros,
la cual se consigue con un sistema en 2 capas a base de impregnación y posterior
recubrimiento.
Con un espesor de varios milímetros obtendremos una superficie polimerizada
bastante fuerte con una elevada resistencia a la flexión y compresión en la zona
superficial y que ofrece una unión absolutamente homogénea, monolítica, con la capa
inferior. Mediante este sistema las cargas puntuales son distribuidas uniformemente.
9.6.6 Clasificación
La Tabla 9.5.2 a seguir clasifica los sistemas, mas comúnmente, usados como
protección de pisos de hormigón según el espesor y según la naturaleza de los
productos empleados.
Tabla 9.6.2.Sistemas de Protección de Pisos de Hormigón
Espesor (mm)
Sistemas de bajo espesor
(hasta 2 mm- pinturas o “coatings”)
Sistemas de mediano espesor (hasta 20
mm – recubrimientos o “overlays”)
Sistemas de gran espesor
(hasta 200 mm sobrelosas o “concrete
slabs”)
Naturaleza del producto
Endurecedores Superficiales
Resinas Epóxicas
Resinas de Poliuretano
Resinas Polimetilmetacrilato
Endurecedores superficiales
Características
!
!
!
!
!
!
!
Para aplicar en pisos nuevos en la etapa de construcción
Buena resistencia mecánica.
Se obtienen pisos sin generación de polvo, de terminación lisa y sin poros
abiertos.
Permiten demarcar zonas con diferentes colores.
Simple y fácil aplicación.
Con juntas, respeta las juntas del hormigón en superficies > 200m2.
Sin juntas, hasta 200m2
Naturaleza de los productos
Es un polvo de agregados silíceos, cristal de roca de alta dureza (Mohs 7), cemento
Pórtland, pigmentos, adición de plastificantes y sellantes, que proporciona una
terminación superficial de alta resistencia mecánica, con valor estético.
Preparación del substrato
Es importante una buena ejecución, colocación y curado del hormigón de base
El hormigón debe de tener una determinada resistencia acorde a las solicitaciones
previstas para el piso, no debe endurecer demasiado, para permitir una completa
incorporación del producto en la capa superficial.
Es importante el curado del piso (en su conjunto), para lo cual deberá mantenerse
bien humedecido durante 3 días como mínimo.
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Técnicas de Aplicación
Espolvorearlo (a corta distancia, para evitar segregación) uniformemente sobre la
superficie del hormigón fresco previamente vibrado y nivelado y una vez desaparecida
del mismo el agua superficial de exudación.
No debe agregarse agua al producto espolvoreado, previo a su incorporación.
Seguidamente introducir el producto espolvoreado, mediante una suave pasada de
llana manual.
Cuando el endurecimiento del hormigón permita caminar sobre él, compactar y alisar
la superficie mediante máquina terminadora de palas giratorias, asegurando una
buena incorporación superficial al hormigón.
Para lograr una terminación perfectamente lisa, pasar por segunda vez la llana
mecánica, utilizando palas angostas y convenientemente inclinadas.
Resinas epóxicas
“La durabilidad de los pavimentos a base de resinas depende fundamentalmente de la
adherencia del material de revestimiento con el substrato”.
Características
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
Es resistente al agua y los aceites.
Tiene muy buena resistencia mecánica, química y a la abrasión, dependiendo de
la formulación que se elija (para el producto a aplicar) las características últimas
que se obtengan.
Las resinas con base agua sin menos resistentes a los requerimientos químicos
que las resinas con base solvente
Acabado antipolvo.
Fácil de limpiar.
Altamente estético.
No es inflamable (las características Ignífugas o Intumescentes dependerán de
la formulación elegida para el producto).
Tiene un comportamiento térmico similar al del hormigón
No tiene efectos corrosivos sobre la superficie a revestir.
En relación a las resinas poliuretánicas, resultan más rígidas, aunque de
mejores prestaciones frente a solicitaciones químicas.
Nota: Las características últimas que se obtengan para un sellado, recubrimiento,
solado, etc dependerán además de la resina utilizada de las cargas y demás elementos
que se utilicen en su formulación.
Limitaciones
!
!
!
Debe consultarse al fabricante sobre la compatibilidad de aplicar sobre
superficies de hormigón que tengan riesgo de un incremento de la humedad o
que su humedad relativa sea mayor del 80%. – Puede utilizarse también el
procedimiento indicado por la ASTM E 96 “Moisture Vapor Rate Test” pues
generalmente los recubrimientos basados en resinas epoxi tienen una capacidad
muy limitada de difusión de vapor.
Debe consultarse al fabricante las precauciones a tomar cuando deba aplicarse
a una temperatura menor de 10º C
Baja resistencia frente a las radiaciones UV
Naturaleza de los productos
Existen 2 grandes grupos de productos, en función de que la base de la resina epoxi
elegida sea agua o solvente.
Por otra parte, y de acuerdo a los diferentes requerimientos, los fabricantes diseñan
productos para aplicar en diferentes espesores, y con características especiales
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(autonivelantes, descontaminables, antideslizantes, de fácil limpieza, decorativos,
altas resistencias a la abrasión, alta resistencia química, etc)
Preparación del substrato
Las irregularidades que pudieran existir deben de ser corregidas anteriormente a la
aplicación de la resina.
En hormigones y morteros nuevos se deberá tener un especial cuidado en eliminar la
lechada superficial de cemento.
En hormigones y morteros viejos que puedan estar contaminados con grasas y/o
aceites se deberá sanear al mismo y proceder luego a un sellado de la superficie.
En todos los casos la superficie a revestir debe estar sana, firme, limpia, libre de
polvo, material suelto, óxidos, aceites, grasas, pinturas, etc.
Los tratamientos de limpieza serán de tipo mecánico (arenado, escarificado,
granallado, etc) y se realizarán tanto para el hormigón como para las superficies de
acero que puedan existir y deban ser recubiertas.
Luego del tratamiento mecánico que se utilice con tal fin, es conveniente la aspiración
del polvo generado y depositado sobre el substrato.
Deberá verificarse especialmente que el contenido de humedad y temperatura del
substrato estén dentro de los límites fijados por el fabricante, poniendo especial
cuidado en relación a la temperatura ambiente, humedad relativa y punto de rocío
sobre la superficie a cubrir (deberá estar al menos 3º C por encima del punto de rocío)
La resistencia mínima del soporte a la compresión será de 250 kg/cm2
Los hormigones y morteros tendrán un curado mínimo de 28 días.
Técnicas de Aplicación
Varían de acuerdo al producto elegido, pudiendo ser a pinceleta o rodillo cuando los
espesores sean pequeños y en función de la terminación deseada, y a llana dentada y
rodillo de púas (para remover el aire atrapado) cuando sean morteros
autonivelantes.
Resinas de poliuretano
Características
Al igual que para las Resinas epóxicas, la durabilidad de los pavimentos a base de
resinas de poliuretano depende fundamentalmente de la adherencia del material de
revestimiento con el substrato.
Frente a los pavimentos realizados con resinas epóxicas se destacan por:
!
Alta elasticidad
!
Capacidad de puentear fisuras
!
Buena resistencia al impacto
!
Alta resistencia frente a las radiaciones UV
!
Elevado costo
Preparación del substrato
Las irregularidades que pudieran existir deben de ser corregidas anteriormente a la
aplicación de la resina.En hormigones y morteros nuevos se deberá tener un especial
cuidado en eliminar la lechada superficial de cemento.
En hormigones y morteros viejos que puedan estar contaminados con grasas y/o
aceites se deberá sanear al mismo y proceder luego a un sellado de la superficie.
En casos de reaplicación, (existencia de pinturas poliuretánicas viejas, o manos
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anteriores de más de 24 horas de aplicadas) es conveniente lijar a fin de asegurar una
correcta adherencia.
En todos los casos la superficie a revestir debe estar sana, firme, limpia, libre de
polvo, material suelto, óxidos, aceites, grasas, pinturas, etc.
Los tratamientos de limpieza serán de tipo mecánico (arenado, escarificado,
granallado, etc) y se realizarán tanto para el hormigón como para las superficies de
acero que puedan existir y deban ser recubiertas. Luego del tratamiento mecánico que
se utilice con tal fin, es conveniente la aspiración del polvo generado y depositado
sobre el substrato.
Deberá verificarse especialmente que el contenido de humedad y temperatura del
substrato estén dentro de los límites fijados por el fabricante, poniendo especial
cuidado en relación a la temperatura ambiente, humedad relativa y punto de rocío
sobre la superficie a cubrir (deberá estar al menos 3º C por encima del punto de rocío)
La resistencia mínima del soporte a la compresión será de 250 kg/cm2
Los hormigones y morteros tendrán un curado mínimo de 28 días.
Técnicas de Aplicación
Varían de acuerdo al producto elegido, pudiendo ser a pinceleta, rodillo, soplete
convencional o airless cuando los espesores sean pequeños y en función de la
terminación deseada, y a llana dentada y rodillo de púas (para remover el aire
atrapado) cuando sean morteros autonivelantes.
9.6.7 Procedimiento de ejecución
Es práctica común hacer muestras aplicadas de esquemas alternativos, en un área
representativa, a efectos de evaluar el desempeño ante la acción combinada de los
agentes presentes.
Se sugiere hacer una cuadrícula en el piso para organizar la aplicación del esquema
completo por sectores, facilitando la coordinación del trabajo.
Otro elemento metodológico de utilidad es entonar las diferentes manos, a efectos de
un mejor control de la evolución del trabajo. El programa de trabajo debe incluir el
ritmo de preparación de las mezcla, en los productos de dos componentes, teniendo
en cuenta la vida útil indicada por el fabricante.
En la Figura 9.6.4, las Hoja de ayuda para la selección del producto más adecuado a
utilizar: “RILEM-properties+Data”.
Material Properties and other Important Data of Impregnations,
Coatings, Overlays and Topcoats
1. Designation
2. Main Caracteristics
Basis (composition)
Solvent
Use
Components
Fibers (% by weight)
Thickness, min
Thickness, max
Density
Price per kg (max package)
Price per L (max package)
Average (∅) thickness
Price per m2 (∅ thick material)
Price of application per m2
Setting time
Layers, min
Primer
Waiting time 1, min (20ºC)
1
Prod 1
2
Prod 2
3
Prod 3
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Waiting time 1, max (20ºC)
Levelling
Waiting time 2, min (20ºC)
Waiting time 2, min (20ºC)
Toapcoat (sealing)
Abrasion
Testing method
Strength (4*4*16)N/mm2
Package, max
3. Other technical data
Quality system
Flow behavior
Testing method
Outdoor use
Wet substrate
Filling, min
Filling, max
Aggregate grain, min
Aggregate grain, min
Cleaning instructions
4. Safety data sheet
Health hazards
Symbol(s)
R and S sentences
Transport prescriptions
5. Applications
Surface per hour and worker
Mixing on site
6. References
Start of production
Object reports
7. Sources of Knowledge
Last date
Technical data sheet
Safety data sheet
Label (s)
Instructions for application (video)
Instructions for cleaning
Instructions for manteinace
8. General properties
Skid Proofness
Package, min
Temperature, min
Temperature, max
Characterisation (fingerprint)
9. Samples
Before setting (1kg)
After setting (4*4*16) max filled
Figura 9.6.4. RILEM-properties+Data serie 1, guia para la selección del sistema de protección a utilizar
Se procede con el siguiente esquema de trabajo:
1. Relevamiento de condicionantes del substrato:
!
!
!
Medición de resistencia a compresión (Ej.: Esclerometría)
Estimación de la Cohesión (Resistencia a tracción – Ensayo “Pull-out”)
Medición de Contenido de Humedad
Existen muchos métodos (destructivos y no destructivos) para medir el grado de
transmisión de vapor de agua en el hormigón. Entre otros por lo sencillo puede
citarse el ASTM D4263, “Stándar Test Method for Indicating in Concrete by the
plastic Sheet Method” Un cuadrado de film de polietileno (de 1m x 1m) es
colocado sobre el substrato cuando las condiciones ambientales son similares a
las esperadas al momento de la instalación del sistema de protección. Se
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registra fecha y hora del comienzo del Test, temperatura ambiente y humedad
relativa existentes y después de 72 horas un higrómetro de punto de rocío es
rápidamente insertado debajo de una de las esquinas del film de polietileno. Se
mide la humedad relativa existente y se retira el film. El área debe estar libre de
cualquier humedad, decoloración u olor a humedad. La humedad relativa debajo
del film plástico debe ser inferior al 79% para obtener buenos resultados en la
mayoría de los sitemas.
2. Relevamiento de condicionantes climáticas
3 Temperatura ambiente
4. Temperatura del substrato
5. Punto de Rocío
6. Preparación del substrato
!
!
!
Limpieza
Reparación de fisuras (sin movimiento)
Preparación específica en puntos singulares (Juntas con Movimiento, Encuentros
piso / pared, Encuentros con resumideros y cámaras, etc)
a.
b.
c.
d.
e.
f.
Imbibición de la superficie de hormigón mediante impregnación.
Relleno de irregularidades profundas mediante mortero de reparación
(juntas, grietas, agujeros)
Recubrimiento de acabado con un revestimiento continuo.
Aplicación de segunda capa de refuerzo de 1 a 5 mm de espesor.
Antideslizante en lugares húmedos.
Sellado en color para conseguir un fácil mantenimiento y un buen aspecto
Las fotos a); b); c); e d) a seguir, presentan los procedimientos básicos para la
ejecución de pavimentos exteriores (Gairesa-Temper)
a) Limpieza del soporte
b) Mezcladora de mortero
c) Proceso de regularización
d) Extensión del revestimiento
9.7 PUNTOS SINGULARES
Veíamos que la selección de un sistema de protección adecuado, implica la elección de un
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procedimiento general, y soluciones para los puntos singulares de la estructura. Entre
esos puntos singulares a considerar tenemos las juntas.
9.7.1 Juntas
Entendemos como “junta” al espacio o discontinuidad que existe entre dos o más
elementos de la construcción
Los juntas se clasifican en:
!
!
!
!
Juntas de hormigonado – llamadas también juntas frias, son las que surgen al
hormigonar sobre un hormigón ya endurecido y no lograr monolitismo entre
hormigones de diferente edad. Estas juntas carecen de movimiento.
Juntas de Retracción – son las discontinuidades o espacios que dejamos para
concentrar las retracciones (merma de volumen) que se producen durante el
proceso de fraguado y endurecimiento del hormigón. Normalmente son d 4mm
de ancho, y tienen una profundidad de 1/3 de la sección del elemento. Estas
juntas establecen normalmente una cuadrícula de no mas de 36 m2
Juntas de Dilatación - que permiten los movimientos relativos entre dos partes
de una estructura, producidos por dilataciones, contracciones, asentamientos y
deformaciones causadas por efecto de las cargas actuantes. De no permitirse
estos movimientos relativos, se producirían esfuerzos no considerados en el
diseño y dimensionado de la estructura, provocando deformaciones y daños.
Juntas de unión – aquellas que existen entre 2 elementos constructivos
afectados por pequeños movimientos (ejemplo entre una fachada de hormigón y
una abertura de madera – con movimientos causados por variaciones de
temperatura, humedad.
Estas discontinuidades resultan un punto crítico en nuestras estructuras, y requieren
sistemas de protección específicos, ya sea para evitar el ingreso de los agentes
agresivos, ya sea para permitir aquellos movimientos considerados desde el diseño,
sin que ellos generen daños que requieran tareas especiales de reparación.
Para cumplir con los fines mencionados, existen diferentes soluciones presentadas en
la Tabla 9.7.1.
Tabla 9.7.1.Materiales para juntas
SOLUCIONES
Plásticos
SELLADO CON MASILLAS
ELÁSTICAS
Gama intermedia
Elásticos
BANDAS PREFORMADAS
(Alta exigencia)
BANDAS PREFORMADAS
(menor exigencia)
Empotradas en la estructura
Adheridas sobre la superficie
Auto Adhesivas
Realizadas en sitio
La elección de la solución más conveniente para un caso particular deberá realizarse
en función de evaluar los diferentes requerimientos a que estará sometida y que se
detallan a continuación:
!
!
!
!
!
Elasticidad permanente;
Resistencia al envejecimiento;
Adhesión-cohesión;
Estanqueidad a gases; líquidos, fuego;
Resistencia Química a ácidos, bases – por tiempos prolongados o cortos según
sean las condiciones de exposición acorde al programa arquitectónico;
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!
!
!
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Resistencia mecánica;
Aislamiento térmico, acústico;
Cualidades estéticas como color, aspecto.
La selección se hará en función de cual o cuales sean los requerimientos más
importantes, y cual o cuales sean las soluciones que mejor satisfacen esas exigencias.
Deben considerarse aquí también puntos como Costo y Vida Útil.
En tal sentido, definimos como vida útil, al período de tiempo durante el cual una junta
satisface los requerimientos más importantes. Dentro del enfoque sistémico que
hemos abordado, la vida útil de la junta debe estar relacionada con la vida útil del
sistema general de protección elegido.
A seguir se abordarán, a motivo de ejemplo, los criterios de diseño, selección,
dimensionamiento, las condiciones de aplicación y los procedimientos de ejecución de
la solución de juntas con masillas elásticas
Selladores – masillas elásticas
En general en una junta, con excepción de las juntas de hormigonado es posible
distinguir 4 partes básicas:
!
!
!
!
Cara libre: es la parte accesible, ubicada en el mismo plano de la superficie que
estamos protegiendo
Labios: son las paredes laterales, situadas una frente a la otra, no
necesariamente paralelas, y que delimitan al material de sellado
Fondo: es un material de relleno, antiadherente y compresible, que sirve de
respaldo al material de sellado. Se ubicará más o menos profundo para
establecer el “factor de forma” según sea el sellador que se vaya a utilizar.
Sellante: es una masilla, y puede tener formulaciones diferentes según los
requerimientos a cumplir
Diseño de la junta
Para el adecuado diseño de una junta debemos conocer perfectamente las
solicitaciones a que estará sometida y cuantificarlas con la mayor precisión posible
Principales Solicitaciones:
!
!
!
!
!
!
Químicas: Contacto permanente o accidental con substancias químicas en
estado sólido, líquido o gaseoso, en concentraciones que puedan afectar la vida
útil del sistema de sellado o incluso de la construcción misma.
Derivadas de limpieza y mantenimiento: corresponden a ataques químicos
enérgicos muy frecuentes y de corta duración
Térmicas: choques térmicos o temperaturas de servicio particularmente altas o
bajas
Estéticas: necesidad de acabados con una estética determinada (textura, color,
etc)
Seguridad: resistencia al fuego, compatibilidad con alimentos, agua potable,
etc.
Mecánicas: impacto, punzonamiento, cambios dimensionales, rodaduras,
tracción, compresión, cortante, torsión, rozamiento
Un ejemplo de juntas con solicitaciones mecánicas son aquellas juntas con
movimiento, y en este caso importa conocer el origen, dirección y la magnitud de los
movimientos. Normalmente los movimientos son causados por fuerzas oscilantes de
tipo físico, tales como:
!
!
!
!
Cambios de temperatura.
Variación de humedad.
Cambios de presión.
Cambios de carga.
Muchas veces estas fuerzas oscilantes, actúan sobre las masillas en dirección contraria
según Tabla 9.7.2.
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Tabla 9.7.2.
Si el elemento estructural se:
Dilata
La masilla en la junta se:
Aplasta
(compresión)
Contrae
Dilata
Desplaza
Desplaza (cortante)
(tensión)
Cálculo de los Movimientos
Las dilataciones y contracciones de origen térmico son las más comunes, y pueden
cuantificarse con la siguiente fórmula:
donde:
es el incremento de longitud debido a la temperatura;
es el coeficiente de dilatación térmica del material;
es la longitud en sentido perpendicular a la junta;
es la variación de temperatura
Cálculo del Ancho de la junta
Para que la masilla trabaje dentro de su campo elástico el ancho de la junta deberá
verificar la siguiente fórmula:
dónde:
es el ancho mínimo de la junta
es el incremento de longitud debido a la temperatura
es el movimiento admisible de la masilla medido en %
El ancho de la junta deberá estar entre este valor mínimo “a” y el valor máximo que
fije el fabricante para cada masilla en particular. Los anchos ideales están entre los 2 y
los 5 cm, por lo que si el cálculo superara este valor será conveniente dividir e
elemento con un mayor número de juntas.
Profundidad de la junta
Para definir la profundidad de una junta resulta imprescindible conocer el “Factor de
Forma” es decir la relación entre ancho y profundidad ideal para conseguir un reparto
uniforme de cargas por toda la superficie de adhesión - entre masilla y labios de la
junta- conforme ilustra la Figura 9.7.1 y la Figura 9.7.2.
La práctica, junto con estudios teóricos indica que para el tipo de masillas que estamos
usando en la actualidad, la profundidad de junta deberá ser la mitad del ancho de la
misma.
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Figura 9.7.1. Criterios de dimensionamiento de Juntas
Criterio de selección
Si consideramos su composición Las masillas están compuestas por:
!
!
!
!
!
Ligantes
Cargas
Pigmentos
Plastificantes
Aditivos
Definen las características básicas
Dan cuerpo.
Definen el color.
Regulan la manejabilidad.
Acelerantes, adhesivos, otros.
El ligante determinará su capacidad de movimiento permanente y sus resistencias
químicas, en tal sentido podemos clasificar a las masillas por su composición conforme
Tabla 9.7.3.
Tabla 9.7.3.Selladodores- Masillas
Ligantes
•
Poliuretanos
•
Polisulfuros
•
Siliconas
•
Acrílicos(dispersión)
•
Caucho-butílico
•
Bitumen modificado
•
Bitumen
•
Alquitrán
•
Aceites plásticos
Forma de curado
Tipo de masillas
Reacción química
Elásticas*
Secado físico
Plasto-elásticas
Secado físico u oxidación
Plásticas
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* Siendo las masillas elásticas las de uso más frecuente
La Tabla 9.7.4 que sigue reúne las princípiales propiedades de las masillas
Tabla 9.7.4.Propiedades de las Masillas
Tipo de masillas
Deformación
permisible
Factor forma
(a/p)
elásticas
Grado de
recuperación (r)
15 – 25 %
2:1
R>90%
elasto plásticas
----
----
50%<R<90%
plasto-elásticas
10 – 15 %
1:1
10%<R<50%
5%
1:2
R<10%
plásticas
Condiciones de aplicación
!
!
!
Deben respetarse los intervalos de temperatura y humedad relativa del aire
indicados por los fabricantes
En general se suspenderán los trabajos de sellado cuando la temperatura del
soporte sea inferior a +5°C o superior a +40°C, salvo indicación en contrario
por el fabricante.
Temperaturas altas (próximas a los 20°C) incrementan la velocidad de reacción,
aumentando las resistencias a corto plazo. Reducen además la viscosidad del
producto por lo que pueden reducirse los consumos, facilitando la aplicación y
manejabilidad
Procedimiento de ejecución
Análisis previo/ diagnóstico
!
!
!
!
!
!
Inspección visual y análisis del tipo de ambiente en que se encuentra la
estructura afectada
Resistencia a la tracción superficial
Estado de la superficie
Temperatura y Humedad superficial
Punto de rocio
Temperatura ambiente
Preparación del substrato
El soporte se preparará de tal manera que al momento de ejecutar el sellado de la
junta, esté en perfectas condiciones, habiendo eliminado previamente toda partícula
suelta o mal adherida (Figura 9.7.2) utilizando para ello medios mecánicos como
chorro de arena, chorro de agua a alta presión, cepillado manual o mecánico,
Bujardado.
Controles a realizar
!
!
!
Pasar la mano en la zona preparada para verificar que no exista polvo
Golpear con martillo u otro objeto contundente para detectar zonas huecas o
mal adheridas
Mojando con agua la superficie del hormigón o mortero se pueden detectar
zanas con restos de desencofrantes, etc.
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Figura 9.7.2. Preparación del substrato, eliminación de partes sueltas o mal adheridas
!
Colocar material separador de fondo, de sección circular, con diametro
aproximadamente un 25% mayor que el ancho de la junta de modo que quede
sujeto a compresión, y confiera a l masilla por su reverso forma cóncava
conforme Figura 9.7.3.
De este modo se logra:
!
!
!
Establecer la sección optima al delimitar profundidad de sellado función del
factor de forma
Impedir que la masilla se adhiera al fondo de la junta
Limitar el consumo de masilla
Figura 9.7.3. Colocación del material
Imprimación de los bordes
Con la finalidad de mejorar la adherencia del material de sellado (masilla) y los labios
de la junta se pueden utilizar imprimaciones, las que deben ser las específicas
indicadas por el fabricante de la masilla en función de la misma y del soporte sobre el
que se colocará. Se sugiere para la aplicación de la imprimación colocar una cinta
adhesiva en la cara superior de los labios de la junta para evitar manchar la superficie.
Se aplicará con pincel o brocha en los laterales, cuidando especialmente de no aplicar
nunca en el fondo.
Colocación de la masilla
!
!
!
Excepto en el caso de masillas fluidas para la aplicación en un pavimento cuya
aplicación se realizará generalmente por vertido las demás se aplicarán por
pistola.
Deberá cortarse la boquilla de la pistola en un ángulo de 45° y con una sección
del ancho de la junta a rellenar. La aplicación se realizará desplazando sección
de la boquilla (realizada ntriormente) en forma paralela a l junta.
Especial cuidado deberá tenerse para asegurar el relleno de todos los rincones
de la junta, evitando que se formen burbujas y vacios en la aplicación.
Recomendaciones especiales
!
Las juntas con movimiento no deben recubrirse con ningún tipo de
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recubrimiento rígido
! En áreas donde existe tráfico muy pesado o continuo es recomendable reforzar
los cantos de las juntas mediante la utilización de ángulos metálicos o bien con
sistemas alternativos con materiales sintéticos
Ensayos de control de ejecución
!
!
Ausencia de burbujas y cráteres en la masilla mediante inspección visual
Endurecimiento completo mediante Inspección visual y endurecimiento al tacto
Criterios de mantenimiento
!
!
!
!
Cuidar que no se superen las cargas, tránsitos, etc. máximos previstos en el
proyecto cuando se trate de juntas en pavimentos
Evitar el ataque continuado de agentes químicos admisibles sobre la masilla
Evitar la caída de agentes químicos no admisibles sobre la masilla.
Cada 5 años (o antes si fuera preciso) se realizará una inspección del estado de
las juntas observando si aparecen en alguna zona fisuras, roturas, bolsas o
cualquier otro tipo de lesión. De observarse alguna anomalía debe repararse de
inmediato para evitar su continuidad y que ocurran daños a la estructura a la
cual sirve.
Secuencia de fotos de juntas en pisos, puentes y viaductos de hormigón, con signos
visibles de deterioración.
DETERIORACIÓN DE JUNTA EN
TABLERO DE PUENTE POR MAL
DIMENSIONADO Y FALTADE
MANTENIMIENTO
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DETERIORACIÓN DE JUNTA EN
PAVIMENTO DE HORMIGÓN POR
ACCIÓN DEL HIELO Y DEHIELO
DETERIORACIÓN DE
JUNTA EN PAVIMENTO DE
HORMIGÓN POR MAL
DIMENSIONAMIENTO Y/O
MALA SELECCIÓN DEL
MATERIAL
DETERIORACIÓN DEL
HORMIGÓN DEL TABLERO POR
FALTA DE MANTENIMIENTO
EN LAS JUNTAS Y EN LOS
DESAGUES, PROVOCANDO
FISURAS, MANCHAS OSCURAS
E EFLORESCENCIAS.
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9.7.2 Juntas en Pisos de Hormigón
La selección del sistema adecuado, implica además de la elección del procedimiento
general, el diseño soluciones particulares para los puntos singulares.
En tal sentido, tendremos que considerar además de la solución general adoptada, las
soluciones mencionadas e ilustradas en la Figura 9.7.4 a seguir:
!
!
!
Juntas con movimiento
Juntas de unión piso-pared
Juntas de unión piso reguera
Figura 9.7.4. Soluciones de protección para las juntas con movimiento, para el encuentro del pavimento con las
superficies verticales y del pavimento con desagües y cámaras
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Ejemplo - Pavimento antiestático
A ausencia de estática constituye un requerimiento específico para industrias que
manejan productos químicos volátiles, explosivos, quirófanos de hospitales ante
posible alteración de aparatos de medida, laboratorios, centrales eléctricas, entre
otros.
El hormigón seco tiene una resistencia de 100 mega-ohm o más la que es muy alta
para una protección para chispas por corrientes estáticas. El piso debe tener la
suficiente resistencia para evitar que la corriente circule a través de las personas. Los
pisos conductores tienen resistencias inferiores a 1:000.000 ohm, medidas con dos
electrodos colocados a una distancia de 90 cm desde cualquier punto del piso.
No es necesaria una alta conductividad para lograr la eliminación de chispas, si bien
ciertas normas aconsejan resistencias entre 25.000 y 1:000.000 ohm, por ser
satisfactoria contra corrientes estáticas reduciendo las posibilidades de schock
eléctrico. La Norma DIN 51.953 establece una tensión de 800 v y considera útil una
resistencia de 104 a 106.
Las propiedades de conductividad eléctrica de un piso dependen de los materiales
empleados, de su contenido de humedad y sales, de la humedad ambiente y la
temperatura. En los casos de conductividad insuficiente se recomienda tratar el piso
con una imprimación conductora, colocar mallas de cinta de cobre conectadas a tierra
sobre la imprimación y como etapa final la ejecución de un revestimiento protector.
9.7.3 Juntas en puentes y viaductos
Podemos definir una “junta” como el espacio o discontinuidad que existe entre dos o
más elementos de una estructura. En el caso de obras de arte -puente y viaductos las juntas se clasifican en:
Juntas de Dilatación
Son dispositivos que permiten los movimientos relativos entre dos partes de una
estructura.
Algunos proyectos de puentes interrumpen los tableros para cubrir requerimientos
estructurales de diseño y construcción, para garantizar los movimientos reológicos
como cambios de temperatura, efectos de retracción o flujo plástico, acortamientos
por pretensado, cargas de tráfico, asentamientos diferenciales o tolerancias
requeridas, compatibles con las condiciones de apoyo entre otros. En tales casos, se
deben considerar, en la estructura, movimientos permisibles que garanticen un
desempeño adecuado para los diferentes estados límites de utilización del puente,
donde el deterioro o la falla de las juntas pueden comprometer su seguridad.
Los tipos de juntas y las interrupciones superficiales del pavimento deben considerar
además del confort de los usuarios vehiculares, el desplazamiento pedestre, y el
movimiento de bicicletas y de motos.
Juntas de expansión
Las principales funciones de las juntas de expansión deben:
!
!
!
!
Asegurar que los movimientos totales del puente proyectado sobre las juntas,
se cumplan sin golpear o deteriorar los elementos estructurales
Asegurar la continuidad de la capa de rodamiento del puente, para dar mayor
confort a los usuarios vehiculares, pedestres, bicicletas y motos.
Ser impermeables y evacuar las aguas sobre el tablero en forma rápida y
segura.
No deben ser fuente de ruidos, impactos y vibraciones al soportar las cargas del
tráfico.
Las juntas son dispositivos que dependen de los movimientos de la estructura, y sus
funciones se cumplen solo cuando las longitudes de apoyo (“Seating”) de las vigas ó
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losas son suficientes para suplir los movimientos que se sucedan por eventos
sísmicos. Al calcular estas longitudes debe tomarse en cuenta que los elementos
estructurales pueden perder sus respectivos recubrimientos al golpearse entre ellos,
tal como se muestran la Figura 9.7.5. Por esto, cuando se diseñan detalles de juntas
de puentes se procura hacer secciones terminales reforzadas denominadas
“guardacantos” que van a proteger los laterales.
Figura 9.7.5.. Fallo de junta por falta de ancho de apoyo (“seating”)
Esto se hace más patente en los casos en los cuales las juntas están en dirección
esviada, lo que ocasiona que puede fallar la longitud de apoyo del elemento
estructural, debido a que las esquinas agudas de la losa se abren en mayor longitud
que las esquinas opuestas, por rotación del elemento, como se aprecia en la Figura
9.7.6.
Figura 9.7.6. Fallo de junta por “rotación por esviaje”
Evaluación de los movimientos de las juntas
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Los movimientos de las juntas, Irreversibles y Reversibles, se presentan bajo
condiciones de servicio de la estructura y bajo solicitaciones sísmicas; al sumarse
ambas se obtiene el movimiento total.
Movimientos Irreversibles
!
Retracción del Concreto, donde se toma un valor aproximado de 0,25 mm por
metro, sin incluir el grado de humedad del ambiente, el espesor de la pieza
vaciada, el diseño de mezcla utilizado, el uso de plastificantes ó aditivos, y la
cantidad y diámetro del acero utilizado. Se debe corregir este valor por el
tiempo transcurrido entre el vaciado del elemento y la colocación de la junta,
asumiendo un 100% en 2,5 años, según la ecuación (1)
(1)
donde T son lo meses transcurridos.
!
Deformación Diferida del Concreto (Crepp), donde se toma en las mismas
condiciones anteriores un valor aproximado de 0,20 mm por metro, con una
corrección de un 100% en 10 años, según ecuación (2)
(2)
Movimientos Reversibles
!
Dilatación y Contracción Térmica, tomando en cuenta los picos máximos (Tmax)
y mínimos (Tmin) de temperatura diaria en el sitio del puente y asumiendo un
valor medio de 0,01 mm por metro y grado centígrado (Tmed). Esto da la
ecuación (3) de donde resulta la Tabla 9.6.5 de corrección del espesor del
elemento estructural.
(3)
!
Condiciones de frenado y arranque, considerando una fuerza horizontal máxima
de 18.000 Kf., que deforma la totalidad de los apoyos de neoprene, con un
módulo de deformación por corte
G= 0,14 kf/mm², representado en la
ecuación(4):
(4)
T= espesor medio en mm
axb= dimensiones medias en mm.
n = número total de apoyos.
Tabla 9.7.5.Factor corrector del espesor
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Losas Macizas
Espesor
KH
0,30 m
1,15
0,60 m
1,00
0,90 m
0,97
1,20 m
0,95
Losas Aligeradas
0,60 m
1,09
0,90 m
1,05
1,20 m
1,02
1,50 m
1,00
Losas en Cajón
1,67 m
1,06
2,22 m
1,00
2,78 m
0,97
3,33 m
0,95
Movimientos Totales Bajo Condición de Servicio:
Se obtienen los movimientos totales de apertura de la junta (5) sumando las
expresiones (1), (2), (3) y (4):
(5)
y los movimientos totales de cierre de la junta según la ecuación (6)
(6)
Bajo Solicitaciones Sísmicas
Según la propuesta de normas MTC-1987, el tamaño de los apoyos N (mm) se puede
determinar según la ecuación (7), donde a, b y c dependen de los niveles de diseño
correspondientes, tal como se muestran en la Tabla 9.6.3b, (Lobo-Quintero,1992):
N= a + b .L+ c.H
(7)
Donde L (m) es luz y H (m) es la altura del puente
Tabla 9.7.6. Factores de Apoyo
Nivel
a
b
c
ND1
250
10/6
20/3
ND2
300
20/9
80/9
ND3
400
10/4
10
Conocido el tamaño del apoyo se puede estimar el desplazamiento de la junta ∆j
tomando en cuenta la suma del desplazamiento relativo estructura ∆l con las
respuestas transversales ∆t y el efecto de la trayectoria de las ondas ∆s. Según
Priestley et all, 1996, estos valores se pueden tomar de la siguiente manera:
∆j = ∆l + ∆t + ∆s
(8)
donde ∆l se obtiene de la diferencia entre los desplazamientos absolutos de las partes
estructurales separadas por la junta. Estos valores dependen mucho de la relación de
rigidez entre estos elementos y una comparación de ellos se muestra en la Figura
9.7.7.
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Figura 9.7.7. Gráfico de desplazamiento relativo Vs relación de rigideces
∆t es el efecto del ancho del apoyo en la dirección transversal y se toma como 0.015 N
de la expresión (7).
∆s depende de la distancia promedio entre juntas L y se toma como 0.001L.
Conocidos los desplazamientos relativos de la junta por acciones sísmicas ∆j, el
movimiento total debe incorporar los desplazamientos de servicio anotados en las
expresiones (5) y (6), tomando los signos correspondientes.
Clasificación
De acuerdo con su conformación y tomando en cuenta el procedimiento constructivo,
las juntas de expansión se clasifican en:
1. Juntas Abiertas
cuando no tiene conexión en la ranura y permiten el paso directo del agua.
2. Rellenas Moldeadas
cuando se vacían en sitio.
3. Rellenas Pre-moldeadas
cuando se ensamblan con elementos externos y
4. Mixtas
si reúnen 2 o más elementos ya descritos.
A seguir son presentados una serie de esquemas ilustrativos de los diferentes tipos de
juntas de expansión con sus principales características.
1.
Juntas Abiertas (Figura 9.7.8)
Por ser la primera junta conocida, se encuentran en puentes viejos de corta luz, con
un ancho que varia entre ½” y 2”. Su ventaja es el costo inicial de construcción
relativa-mente bajo. Da paso al agua y a elementos que traban el funcionamiento de
la junta, lo que ocasiona la necesidad de reparaciones costosas en los elementos
circundantes.
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Figura 9.7.8.
2. Juntas Rellenas Moldeadas - Vaciadas en Sitio
!
Rellenas con sello Plástico (Figura 9.7.9)
Se encuentran en diferentes versiones, y soportan movimientos hasta de 1½”.
Son fáciles de construir al colocar en el fondo de la ranura un tope o manguera
de soporte, luego poliestireno expandido y después un sello plástico o masilla
negra de consistencia semi-dura, combinación de asfaltos refinados, resinas
plastificantes y fibra de asbesto.
No son costosas. El problema se presenta por la fricción del tope y elementos
químicos y mecánicos ajenos a la junta que despegan el tope, lo que permite la
entrada del agua, ocasionando un deterioro acelerado de la misma. También el
sello sufre desgaste por cargas cíclicas de tráfico y cambios de temperatura que
la endurecen.
Figura 9.7.9.
!
De Mortero Epóxico (Figura 9.7.10)
Están conformadas por 2 guardacantos hechos con un mortero epóxico a ambos
lados de la ranura, rellenas con una manguera en encofrado perdido y un
elastómero vaciado en sitio, adherido solo a las paredes laterales de los
guardacantos Los movimientos permitidos están en el orden de 2.5 veces el
ancho de la ranura o 2”.
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Figura 9.7.10.
Son impermeables, con gran resistencia a los impactos de la carga viva sobre la
superficie. El elastómero se desgasta con la aplicación de cargas cíclicas, se
endurece y se despega. Los guarda-cantos se separan en capas después de los
10 años, por falta de adherencia entre ellas cuando no se atienden las
especificaciones para la preparación del mortero epóxico.
!
De Grout Expansivo (Figura 9.4.11)
Diseñadas para trabajar bajo movimientos no mayores de las 2½”; tienen la
misma conformación estructural de la junta de mortero epóxico, buscando
sustituirlas para bajar los costos. Experimentan los mismos problemas al
despegar el elastómero por fatiga del material. Los guardacantos tienden a fallar
por corte, al golpearse los elementos estructurales bajo cargas cíclicas y
también por efectos de retracción.
Figura 9.7.11.
!
Armadas de Grout Expansivo (Figura 9.7.12)
Figura 9.7.12.
Están diseñadas para soportar movimientos no mayores de 5 cms. Los
guardacantos son ampliados hasta conseguir el acero del elemento estructural,
allí se solda con las viguetas que arman los brocales, que tienen juntas
transversales de manto asfáltico cada metro, y se vacía con grout expansivo El
MTC la utilizo como Tipo “A” para Trafico Pesado.
Al armarse la vigueta se compensaba la fuerza de corte, la fricción y el
aplastamiento, quedando los guarda-cantos anclados a los elementos
estructurales del puente. Los problemas han sido fallas del elastómero y
siempre se ha requerido de tiempo suficiente para el curado del mortero y así
poner en servicio el puente.
!
De Polímero Asfáltico (Figura 9.7.13)
Son llamadas genéricamente juntas elásticas, se han utilizado mucho como
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juntas de reposición hasta en grandes viaductos y en obras nuevas resultan
excelentes para movimientos de hasta 6 cm, pero no aceptan movimientos
verticales. Son de rápida instalación y puesta en servicio de la vía,
completamente impermeable, dan confort, seguridad y comodidad para el
usuario del puente.
La junta no debe tener un espesor menor a 8 cm, la diferencia debe ser suplida
con grout expansivo de nivelación. La junta combina el uso de pletinas de
refuerzo ó distribuidor que soporta la carga viva, y sobre ella un Polímero
Asfáltico Modificado con un agregado dosificado, mezclado y vaciado en sitio
Las más conocidas son la “JME-60” de Composan Construcción, Española, la
“Expandex” de Watson Bowman ACME (Telcons Ingenieros S.A) y la “Proflex
Spandec” de E.C.S.I del Reino Unido.
Figura 9.7.13.
!
De Silicone (Figura 9.7.14)
Estas son juntas rellenas de una mangueral de apoyo y un material de silicone
que hace las veces de sello ó elastómero. Se utilizan para trabajar en puentes
cuyas juntas no excedan movimientos mayores de 1½” y luces pequeñas. El
silicone debe ser colocado en lugares que no tengan temperaturas mayores a los
32°C y menores de 4°C. Son muy económicas, completamente impermeables
y durables. El tiempo de secado total del material esta alrededor de las 48
horas. Se preparan 2 guardacantos paralelos a ambos lados de la ranura, de
concreto de 350 Kf/cm² ó de Grout expansivo que forman un nicho para recibir
el perfil de goma y sellar con la silicona.
Figura 9.7.14.
!
Rellena Armada con Tope de Acero y Sello Elastomérico (Figura 9.7.15)
Los guardacantos son reforzados con un Angular “L” de 10cmx10cmx1cm, a
todo lo largo de los brocales como refuerzo para resistir las cargas a las que se
somete esta junta, con movimientos entre 1½” y 2”. El problema se presenta
por el desgaste del anime que sirve de encofrado perdido entre las caras de los
guardacantos que al fallar precipita rápidamente el fallo del elastómero,
generando permeabilidad en la junta, (Prof. E. González).
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Figura 9.7.15.
!
Rellena Armada con Cubrejuntas y Sello Elastomérico (Figura 9.7.16)
Es una junta con guardacantos paralelos de concreto de resistencia Rcr= 300
kf/cm² que contienen un angular de 10cm x10cmx1cm soldado a una
cubrejuntas que se mueve con una holgura de 1”, sobre una ranura rellena con
anime como base y sellada con un elastómero con capacidad para absorber esos
pequeños movimientos y dar impermeabilidad. Son juntas que generan ruido y
deben ser desarmadas para suplir el elastómero.
Figura 9.7.16.
3. Juntas Rellenas Premoldeadas (Preensambladas)
!
Rellenas con sello en “V” (Figura 9.7.17)
Se encuentran en algunos puentes, absorbiendo movimientos hasta de 4”.
Figura 9.7.17.
Son fáciles de instalar y mantener, ya que se sella la ranura con un perfil de
neopreno en forma de “V” pegado con un adherente epóxico. No son costosas.
Pero no se tienen registros de servicio por ser de reciente utilización.
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!
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De Sello de Neopreno (Figura 9.7.18)
Son una alternativa para la sustitución de juntas existentes en puentes de tramo
medio y largo, donde se permite los movimientos totales que van desde 1½” a
13”. La ventaja de este tipo de junta se basa en que las placas metálicas
estriadas puestas de cara a la calzada bajo el sello, mejoran la resistencia de la
junta para absorber carga, fricción, y desgaste. Los problemas se presentan
comúnmente por filtraciones entre los segmentos, perdida de sujeción y ruido
excesivo. A continuación se muestra una gráfica que permite seleccionar la
junta de Neoprene conociendo el desplazamiento total y el esviaje del puente
Figura 9.7.18.
!
De Sello de Compresión (Figura 9.7.19)
Son juntas populares donde el sello es de neopreno, y soporta movimientos que
van de 1” hasta 4”. Entre sus ventajas se cuentan la variedad de opciones, su
impermeabilidad relativa, la facilidad de instalación y su costo. El éxito depende
de la calidad de la instalación, de la correcta escogencia del tamaño del sello ya
que es sensible al ozono.
Figura 9.7.19.
!
De Placa Dentada (Figura 9.7.20)
Se ha utilizado en puentes de tramos medianos y largos. Se adaptan a
movimientos totales desde 4” hasta 24”, esta es su mayor ventaja y sus
desventajas se refieren a la posible acumulación de desechos y tierra, que
obstruyen el canal de movimiento de abertura y cierre de la junta.
Figura 9.7.20.
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!
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De Placa de Diente de Sierra (Figura 9.7.21)
Se aplica en puentes de tramo mediano, con movimientos totales de 3”. Su
ventaja es la facilidad para cambiarla en mantenimiento, soldando fácilmente
las placas de acero de cada diente. Su desventaja es que no posee un sistema
de canal para recoger el agua y los desechos.
Figura 9.7.21.
!
Juntas Modulares (Figura 9.7.22)
Representan el enfoque del estado del arte para ajustar movimientos complejos
hasta de 1,20 mts., en puentes de luces largas y curvos. El sistema de juntas
modulares tiene tres componentes principales, los selladores, las vigas
separadoras (para selladores) y sus barras de apoyo (para vigas separadoras).
Los sellos y vigas separadoras forman una superficie impermeable, ajustando
deformaciones estáticas y dinámicas al deformarse los selladores.
Las vigas separadoras son metálicas estriadas ó laminadas y proporcionan la
unión de la serie de sellos. Las barras de soporte franquean la abertura de la
junta y los extremos de las barras se ajustan a un sistema de fijación
comprimible.
Figura 9.7.22.
Este sistema esta compuesto de dos bloques de poliuretano ó elastomericos. Un
bloque descansa sobre el tope de la barra de soporte, el segundo bloque se
ajusta debajo y ambos bloques a su vez están unidos al tope de la cubierta La
gran ventaja de esta junta es que permite grandes movimientos, otros no
paralelos, horizontales, asentamientos diferenciales, rotaciones y cizallamientos.
Sus desventajas son el ruido que se produce bajo carga viva de tráfico, las
filtraciones de agua y la acumulación de desechos en los empates de los sellos
elastomericos.
!
Con Placas Deslizantes (Figura 9.7.23)
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Figura 9.7.23.
Se utilizan frecuentemente en puentes medianos, ajustándose a movimientos
totales de 4” Su gran ventaja es que restringe al mínimo el paso del agua, pero
con el tiempo la placa deslizante tiende a zafarse ocasionando deterioros de
todos los elementos circundantes de la junta.
!
Con sello de expansión (Figura 9.7.24)
En esta junta el sello se debe poner en una forma continua, cualquier cambio de
dirección debe venir sujeto desde el taller, ya que no se permiten empates en
campo.
La forma de funcionamiento de la junta es muy parecida a la de compresión,
pero su fisonomía interna esta dispuesta para absorber los esfuerzos de
expansión en muy buena forma Los angulares de soporte deben quedar
colocados durante el proceso de vaciado del elemento estructural. Si esto no
ocurre así se debe considerar la construcción de guardacantos.
Para la colocación del sello de expansión sus caras laterales se pegan con un
elemento epóxico. Son de fácil reposición los elementos de neopreno, pero los
angulares pueden fracturarse con el golpeteo de los vehículos. Se utilizan hasta
en puentes con movimientos de 4”. Los diseñadores más importantes de este
tipo de junta son Watson Bowman Acme.
Figura 9.7.24.
!
De Sello en Franja -Strip Seal (Figura 9.7.25)
Son juntas con buenos registros de desempeño, comparables con las juntas de
compresión ó expansión de neopreno, la franja de mayor tamaño puede
proporcionar hasta 5 pulgadas de movimientos totales. La franja es un elemento
elástomerico premoldeado continuo, mecánicamente trabado en un guardacanto
de acero de alta resistencia a ambos lados de la junta. Las bases de acero están
fijos a la estructura del puente a través de un anclaje de forma sinusoidal,
dentro de dos guardacantos fabricado grout ó un mortero sintético.
Se utilizan en ambientes químicamente agresivos y son impermeables. Cuando
se anticipan movimientos transversales de la placa se desempeñan mejor que
los sellos de compresión. Si su escogencia en el tamaño ó tipo del sello no es
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acertada se dañan y entran en desuso rápidamente.
Figura 9.7.25.
!
De sello de lamina (Figura 9.7.26)
El sello de lámina funciona en tensión ó compresión. Puede adaptarse
a movimientos totales de un máximo de 4“ . La capacidad para
cambios direccionales y sesgaduras en la configuración de la junta,
sin ninguna necesidad de empalme en el sello. Fallan por su sistema
con los impactos repetitivos de carga viva.
fácilmente
acomodar
a menudo
de anclaje
Figura 9.7.26.
4. Juntas Mixtas - Especiales
!
Mixta tipo Aceroton (Figura 9.7.27)
Es una junta que reúne 2 versiones, la primera forma un sello de compresiónexpansión como base y ayudado con una placa deslizante. La segunda tiene el
mismo sello de compresión-expansión como base y un tapa junta que la
protege. Es impermeable y de buen funcionamiento, pero puede tender a ser
muy ruidosa y poco confortable. Maneja movimientos hasta de 4”.
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Figura 9.7.27.
!
Mixta tipo Evalinca 01
Es una junta extrema que se utiliza para conectar la estructura con la losa de
acceso al puente. Se combinan una junta de polímetro asfáltico en la parte
superior y una junta abierta reforzada en los guardacantos conectada al acero
de los elementos estructurales. Es impermeable y cumple con movimientos
hasta de 2”.
!
Mixta tipo Evalinca 02 (Figura 9.7.28)
Esta diseñada para trabajar como junta externa, siendo la combinación entre
una junta armada con dos guadacantos reforzados con vigas soldadas a una
cartela. Esta enlaza un angular en el borde de la ranura que se rellena con
anime y se sella con una manguera de goma, tapada con una cubrejunta
soldada a uno de los angulares para que se pueda deslizar. Luego se combina
con una junta de polímetro asfáltico que remata con la superficie del
pavimento. Esta es una junta impermeable y que satisface ampliamente los
requerimientos de funcionamiento con movimientos hasta de 1”. Tiene un
elevado costo.
!
Mixta tipo Evalinca 03 (Figura 9.6.29)
Ha sido recomendada para ser utilizada en juntas de puentes en autopistas,
consiste en su base en una junta deslizante sujeta por pernos en la parte
inferior, cubierta por una junta de polímetro asfáltico). Es una junta
completamente impermeable y maneja movimientos de 2” horizontales.
Figura 9.7.28.
Figura 9.7.29.
Conclusiones y Recomendaciones
Se ha procurado en este trabajo mostrar todos los tipos de juntas utilizados en
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Venezuela, Europa y los Estados Unidos, incorporando las ventajas y desventajas para
su utilización. Esto significa que de acuerdo a sus propias características, un tipo de
junta puede adaptarse mejor que otro en un proyecto específico. Consideramos que
este compendio puede ser de suma utilidad para los organismos o profesionales que
las recomiendan, los inspectores y las empresas especializadas en la construcción, que
son los que verdaderamente comprenden su importancia y valoran las necesidades de
un funcionamiento adecuado de las mismas.
Hay que tomar en cuenta que el trabajo de juntas no mueven altos volúmenes de
concreto pero significa la ejecución de elementos con muchos detalles técnicos de
proyecto y de ejecución. En tal sentido, se proponen las siguientes recomendaciones:
!
!
!
!
!
Destacar las necesidades del mantenimiento de las juntas, para garantizar su
desempeño adecuado.
Dejar bien claro que la selección del tipo de junta debe hacerse en conocimiento
de las deformaciones reales del sistema estructural, y no puede seguir un
procedimiento aislado.
Procurar una estrecha relación y consulta permanente entre el Ingeniero
Estructural y los Ingenieros constructores para que la ejecución se realice y la
estructura se desempeñe, según sus requerimientos.
Se propone un programa prioritario de evaluación, reparación o reconstrucción
de juntas, como una necesidad en la preservación de las estructuras de los
puentes y para dar un mejor confort y seguridad a los usuarios.
Recomendar a la Dirección de vialidad del Ministerio de Infraestructura la
Elaboración de un Manual para la concepción, reparación y construcción de
juntas de puentes.
9.8 ORIENTACIÓN PARA UNA CORRECTA
REPARACIÓN Y REHABILITACIÓN DE
ESTRUCTURAS DE CONCRETO DAÑADAS
POR CORROSIÓN DEL ACERO DE REFUERZO
9.8.1 Introducción
Unido al gran e indiscutible crecimiento de la necesidad de intervención en las
estructuras de concreto con vista al restablecimiento de las características y
comportamiento inicialmente previsto y deseado en la etapa de concepción, planeación
y proyecto, se han observado, lamentablemente, un gran numero de fallas en esas
intervenciones, principalmente en el caso de la corrosión del acero de refuerzo. Los
materiales, o los procedimientos adoptados para reparaciones y reconstrucciones no
siempre confieren a la estructura las características de durabilidad compatibles con la
importancia de la obra y con los elevados costos de reparación y reconstrucción de
estructuras.
La comunidad inglesa, a través de la norma "BS 7543 Guide to Durability of Building
Elements, Products and Components", recomienda que las reparaciones y
reconstrucciones efectuadas en obras publicas de importancia como puentes,
viaductos, algunos edificios grandes y estadios polideportivas, proporcionen una vida
útil de por lo menos 60 años.
Esa exigencia, en la inmensa mayoría de los casos de las intervenciones practicadas
actualmente en los países sudamericanos no se cumple. La práctica muestra
reparaciones con vida útil muy corta, la mayoría de las veces mucho mas corta que e
período de tiempo transcurrido entre la terminación de la obra y la ejecución de las
reparaciones.
Par que ocurre esto? Par qué las reparaciones en obras con corrosión del acero de
refuerzo han durado tan poco?
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A través de una analogía con la Medicina (FERNANDEZ CANOVAS, 1994) se puede
considerar que las estructuras de concreto y las construcciones civiles en genera
deberían ser estudiadas y entendidas a la luz de los nuevos conceptos que fueron
introducidos en la ingeniería civil para complementar los enfoques tradicionales, que no
ofrecían una comprensión total del comportamiento de las construcciones. La Teoría
Clásica de las Estructuras, la Resistencia de los Materiales, la Estabilidad de las
Estructuras y el curso tradicional de Materiales y Técnicas de Construcci6n Civil no
fueron, ni son, suficientes para explicar adecuadamente el envejecimiento prematuro
de las construcciones. Teniendo en cuenta estos aspectos, nuevas asignaturas fueron
integradas en el plan de estudio de los ingenieros civiles, conforme aparece la Figura
9.8.1.
Figura 9.8.1. Nuevas asignaturas introducidas en la Ingeniería Civil
Se entiende par Normalización el gran movimiento internacional de uniformización de
los criterios básicos de proyecto y construcción, siendo los principales ejemplos, en e
caso de las estructuras de concreto: CEB-FIP Model Code 90, CIB W-86, ISSO 1920,
CEN-ENV 206, MERCOSULCLAES, NAFT A-ACI 318 entre otros.
Garantía de la Calidad y Calidad Ambiental son todos los procedimientos disponibles en
la actualidad y recomendados por las normas de la serie ISO 9000 y la serie lSO
14000. Se entiende par Profilaxis todas las medidas preventivas que deben ser
tomadas en las construcciones a partir del diagnóstico correcto de los problemas
eventuales ocurridos en obras similares. Se aplica esencialmente a nuevas obras con la
idea de evitar deterioraciones precoces.
Considerando que esas nuevas disciplinas fueron introducidas en la Ingeniería Civil en
los últimos 20 años se verifica, que entre ellas, la Terapia de las Construcciones es la
menos conocida hoy en día. Aun son pocas las publicaciones sobre el tema y
prácticamente todavía no existe un consenso que permita una Normalizaci6n efectiva y
fuerte. Gran numero de entidades nacionales e internacionales han dedicado su
esfuerzo en esta dirección, principalmente a partir del comienzo de la presente década,
pudiéndose citar: "COST 509 - Corrosion and Protection of Metals in Contac with
Concrete", "COMETT PROJECT 7352/Cb - Concrete Repair", "ACt COMMITTEE 546",
"Encuesta sabre Patología de estructuras de Hormig6n - GEHO", "RILEM 124-SRC",
"Durability Design of Concrete Structures - RILEM 130CSL", "Concrete Bridges
Protection, Repair and Rehabilitation Relative to Reinforcement Corrosion: A Methods
Application Manual- SHRP 5-360", "Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnologia
para el Desarrollo - CYTED Red DURAR" Y otras, todas muy recientes y la mayoría con
textos preliminares y en discusión.
El poco conocimiento sobre el tema es agravado por la cantidad de nuevos materiales
aparecidos en el mercado. El sector de producci6n industrial de materiales para reparaci6n de estructuras de concreto es de los mas promisorios en la construcción civil y
creo en los últimos años un elevado numero de nuevas alternativas de materiales,
sistemas y técnicas de reparación. Los catálogos técnicos de empresas del sector, tales
coma: Sika, Grace, Fosroc, Master Builder y otras, presentan más del doble de los
productos y sistemas disponibles apenas 15 o 20 años atrás.
Por ejemplo, todos los sistemas de reparación y protección con base electroquímica,
fueron introducidos en la ingeniera civil a finales de la década de los 80, comienzo de
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los 90 y aun están en franco desarrollo. Esto se debe a que hace pocos años los
mecanismos de difusión natural de iones y gases, así coma de migración de iones par
corriente impresa, eran desconocidos en la Ingeniería Civil. Los modelos matemáticos
desarrollados par Nernst1, Faraday2, Fick3, todavía son poco conocidos y utilizados en
la ingeniería civil para prever el comportamiento de las estructuras de concreto a lo
largo de los años. Ante tantas y nuevas alternativas, Que debe hacer el ingeniero civil
y el ingeniero encargado con el mantenimiento del edificio para solucionar problemas
precoces de deterioración de estructuras de concreto par corrosión del acero de
refuerzo?
La mejor, y tal vez la única alternativa es la de
la búsqueda incansable del conocimiento y la
permanente actualizaci6n técnica. Es necesario
mirar los problemas y su corrección con una
visión amplia, abarcadora, sistémica y holística.
Infelizmente, la práctica aun frecuente de dejar
a "e! maestro de obra de mas experiencia"
tomar las decisiones, no ha dado buenos
resultados y debe ser evitada. La intervención
en una estructura con problemas de corrosión
del acero de refuerzo es una operación cara,
delicada y requiere un conocimiento consistente
del asunto y de sus implicaciones estéticas,
estructurales y sociales.
Para tener éxito y ser durable precisa ser
proyectada
en
detalles;
precisa
tener
especificado técnicamente los materiales y los
equipos, y finalmente necesita de gran precisión
en los procedimientos de preparación del
sustrato, limpieza, aplicación de los materiales y
sistemas de terminación y protección, conforme
se ha descrito en los capítulos anteriores. Una
metodología general para la solución duradera
de los problemas patológicos en las estructuras
de concreto dañadas par corrosión del acero de
refuerzo puede ser aquella presentada en la
Figura 9.8.2.
Figura 9.8.2. Metodología general de análisis, corrección y seguimiento de problemas patológicos en
estructuras de concreto
9.8.2 La problemática
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Figura 9.8.3. Acciones y fenómenos que deben ser considerados para reducir los riesgos de falla de una
intervención
En todos los sistemas y procedimientos de reparación se debe tener en cuenta por lo
menos tres aspectos fundamentales:
Comportamiento intrínseco del material o sistema de reparación;
Esfuerzos en la interfase entre la reparación (nueva) y la estructura (antigua);
Interferencia en el equilibrio físico-químico de la estructura existente, principalmente
en las proximidades de la región reparada.
Una reparación localizada siempre puede resultar una intervención de corta
efectividad, pues el riesgo de transferencia de las células electroquímicas (MONTEIRO
& HELENE, 1994) es muy grande, principalmente cuando el ambiente es agresivo y el
concreto es de calidad inferior. Además de ese riesgo existen otras acciones, que
actuando sobre la reparación, sobre la interfase o zona de transición y sobre la propia
estructura existente, pueden llevar la reparación al fracaso, que implicaría una vida
útil corta después de la intervención. se presentan los agentes principales que pueden
dar origen a problemas patológicos durante o después de la intervención correctiva, a
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partir de una adaptación del trabajo de Emmons & Vaysburd (1995).
9.8.3
Visión sistémica y metodológica
El proyecto, o el diseño detallado de la reparación debe ser efectuado siempre a través
del análisis cuidadoso de todas las informaciones y alternativas disponibles, conforme
aparece en la Figura 9.8.4.
9.8.4 Alternativas de reparación
Existen varios criterios para seleccionar la mejor alternativa de reparación, refuerzo y
protección de acuerdo con las características específicas de la estructura evaluada y
diagnosticada. El diagrama de flujo de la Figura 9.8.5 presenta los criterios que deben
ser considerados para la selección de la alternativa de intervención mas conveniente.
Figura 9.8.4. Diagrama de flujo representativo de los pasos a seguir en la reparación de estructuras de concreto
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Figura 9.8.5. Alternativas de reparación en estructuras de concreto dañadas por corrosión del acero refuerzo
9.8.5 Métodos de protección directa del acero de refuerzo
En la Figura 9.8.6 se presenta un diagrama esquemático de alternativas de
intervención. Por razones didácticas estas alternativas son denominadas de protección
directa del acero de refuerzo pues están basadas en soluciones que son aplicadas o se
relacionan directamente a las armaduras, o mejor, a la protección directa del acero del
acero de refuerzo.
Figura 9.8.6. Métodos de protección directa del acero de refuerzo que actúan sobre el concreto
9.8.6 Métodos de protección indirecta del acero de refuerzo
Finalmente en la Figura 9.8.7 se presentan las ventajas y desventajas de cada uno de
los sistemas posibles a ser utilizados en la solución de problemas de corrosión del
acero de refuerzo en las estructuras de concreto, basados en la alteración de las
características del concreto para recubrimiento de ese acero de refuerzo. Par esa
razón son llamados didácticamente de método de protección indirecta del acero de
refuerzo, una vez que son aplicables o se refieren a modificaciones del concreto de
recubrimiento o del mortero de reparación.
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Figura 9.8.7. Métodos de protección indirecta del acero de refuerzo que actúan sobre el concreto)
9.8.7 Criterios de selección
Para la elección de la solución hay que ponderar aspectos técnicos de confiabilidad en
la efectividad de la reparación propuesta comparativamente con el costa que eso
representa. Par otra parte, no se puede dejar de verificar si se encuentran disponibles
en la localidad mane de obra, equipos y materiales a precios convenientes. Finalmente
la solución propuesta muchas veces depende del tiempo de ejecución, curado y
utilización por ejemplo, en industrias es frecuente que el tiempo disponible para una
reparación sea muy pequeño. En la Figura 9.8.8 se muestran los aspectos mínimos
que deben ser considerados en la elección de la polución.
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Figura 9.8.8. Criterios de selección de la alternativa mas conveniente en una situación especifica
9.8.8 Diseño detallado de la intervención correctiva
Esta es la clave de la solución. No se puede empezar una intervención duradera y
efectiva sin un diseño bueno y detallado de la misma, en el cual quede explícito y claro
la calidad de los materiales, la forma de ejecución, los controles de servicios, la
especificación de los equipos a usar, conforme se indica en la Figura 9.8.9 Los
procedimientos recomendables para la preparación del sustrato, limpieza del sustrato,
aplicación de los materiales y sistemas asi coma su control y monitoreo están
descritos en los capítulos anteriores de este manual.
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Figura 9.8.9. Etapas o partes que constituyen un diseño detallado de la solución de un problema patológico en
estructuras de concreto
9.9 PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN DE
JUNTAS DE EXPANSIÓN RELLENAS
PREMOLDEADAS O PREENSAMBLADAS
9.9.1 Ejemplo1 Juntas de elastómero armado ancladas en Puentes
Nuevos
Diseño esquemático (Figura 9.9.1)
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1. MATERIAL ELASTOMÉRICO A
BASE DE CLOROPRENO
2. CHAPAS DE ACERO
3. PERNOS DE ANCLAJE AL
ACERO
4. TUERCA AUTOBLOCANTE
5. ARANDELA ZINCADA
6. MORTERO DE ASIENTO
7. TRANSICIÓN
8. PAVIMENTO ASFÁLTICO
9. HORMIGÓN ESTRUCTURAL
Figura 9.9.1- Diseño esquemático de de juntas de expansión de neopreno
Están constituidas por una banda de material elastómero, normalmente una mezcla de
cauchos con base cloropreno, formuladas adecuadamente para dar elasticidad,
resistencia y durabilidad a la misma. Dentro de esta se encuentran unos refuerzos
metálicos de acero, que le confieren la rigidez y resistencia necesarias para transmitir las
cargas de tráfico e impiden su incurvación al absorber los movimientos. El conjunto se
ancla mediante pernos a los bordes de la estructura.
Los pernos de anclaje de acero, se fijan a la estructura mediante resinas epoxi, y se
aprietan mediante arandelas zincadas y tuercas autoblocantes.
Las cabezas de los anclajes van alojadas en unos huecos previstos en los bordes y que
una vez apretadas se sellan para dar continuidad a la rodadura
Tabla 9.9.1 Secuencia completa del proceso de instalación
Una vez en obra, se localizarán las
estructuras y se comprobará la junta
a instalar, replanteando la misma y
marcando a ambos lados del eje el
ancho de corte, procediendo a cortar
con máquina de disco de diamante a
la profundidad adecuada.
A continuación se extrae el
aglomerado existente entre las líneas
de corte y se procede a preparar
adecuadamente la superficie del
fondo de la caja, mediante chorro de
arena o repicado mecánico.
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Con mortero especial de alta
resistencia y previo tratamiento de la
superficie del fondo de la caja con
resinas de unión, se coloca una capa
de recrecido o nivelación hasta
alcanzar una cota predeterminada,
en función del modelo de junta a
instalar.
Con mortero especial de alta
resistencia y previo tratamiento de la
superficie del fondo de la caja con
resinas de unión, se coloca una capa
de recrecido o nivelación hasta
alcanzar una cota predeterminada,
en función del modelo de junta a
instalar.
Una vez fraguado el mortero, se
presentarán los módulos centrados
sobre la junta estructural y se
marcarán los puntos donde irán los
anclajes.
Marcados los puntos de anclaje se
retiran los módulos y se procede a
efectuar los taladros en el tablero
para, posteriormente, efectuar un
anclaje químico de los pernos. Una
vez curado el anclaje, se instalarán
definitivamente los módulos y se
procederá a la colocación de las
arandelas, tuercas, etc. con el par
de apriete adecuado.
Anclada la junta se procederá al
relleno de las zonas de transición
junta-tablero/estribo mediante un
mortero especial de naturaleza
elástica. En ocasiones podría
sustituirse por un mortero rígido,
hidraúlico o en base a resinas brea
epoxi.
Como remate final se procederá al
sellado de las cavidades de los
anclajes, labor que en función de las
características de la obra, podrá
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realizarse con productos de
aplicación en frío o en caliente.
Finalmente se procederá a la recogida
de materiales, limpieza de la obra y
detalles finales, retoques, o sellados
complementarios si fuese necesario.
9.9.2 Ejemplo 2 Juntas com sello de expansión em franja em
Reparación de Puentes
Diseño esquemático( Figura 9.9.2)
Figura 9.9.2- Diseño esquemático de junta com sello de expansión
Tabla 9.9.2 Secuencia completa del proceso de instalación
Preparación del lugar de trabajo tomando
todas las medidas de seguridad pertinentes
(señalamiento, barreras, banderas,
bandereros, entre otros)
Demolición de la junta vieja, dejando
la reserva nueva lista, basta con una
caja de 15 cm de ancho y 8 cm de
profundidad a cada lado y a lo largo
de la junta
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Limpieza de la reserva (caja).
Instalación y alineamiento de la
junta.
Instalación del sello provisional
(espuma de poliestireno), entre los
perfiles metálicos.
Preparación y colocación del concreto
elastomérico
Vista con el trabajo teminado
[i] PORTLAND CEMENT ASSOCIATION. “Effects of substances on concrete and guide to protective
treatment” Stockie,PCA, 1989.(concrete information)
[ii] HELENE, Paulo R.L. Vida Útil das Estruturas de Concreto. In: IV CONGRESSO IBERO AMERICANO DE
PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES E VI CONGRESSO DE CONTROLE DA QUALIDADE CON PAT-97, 1997,
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Porto Alegre. IV Congresso Ibero Americano de Patologia das Construções e VI Congresso de Controle
da Qualidade CON PAT-97. 1997. v. 1, p. 1-30.
[iii] EMMONS, Peter H., Concrete Repair and Maintenance Concerns. Part Five: Protection Surface
Applied Protection. 1998
[iv] CEN, EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARIZATION. Products and systems for the protection and
repair of concrete structures – Definitions, requirements, quality control and evaluation of conformity
Part 1: General scope and definitions. EN 1504-1.1998 punto 3.3.1
[v] HELENE, Paulo R. L., Manual para Reparación, Refuerzo y Protección de las Estructuras de Concreto.
IMCYC, 1ª edición, cap. 6, p124
[vi] UNIT, Instituto Uruguayo de Normas Técnicas, Norma para Pinturas y Barnices. Determinación del
valor del pH de las superficies de Hormigón tratadas con ácido o limpiadas con productos químicos
para su pintado. UNIT 902-92
[vii] UNIT, Instituto Uruguayo de Normas Técnicas, Norma para Pinturas y Barnices. Determinación de
la Presencia de Humedad en el Hormigón antes de su pintado. Método de la Lámina Plástica. UNIT
903-93
[viii] UNIT, Instituto Uruguayo de Normas Técnicas, Norma para Pinturas y Barnices. Limpieza de
superficies de hormigón para su pintado. UNIT 898-92
[ix] UNIT,Instituto Uruguayo de Normas Técnicas, Norma para Pinturas y Barnices. Preparación de
hormigón mediante abrasión para su pintado. UNIT 899-92
UNIT, Instituto Uruguayo de Normas Técnicas, Norma para Pinturas y Barnices. Preparación de
Hormigón mediante ataque superficial con ácido para su pintado. UNIT 900-92
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Composición Unitaria de Precio
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CAPÍTULO
10
Composición Unitaria de Precio
Autores
Paulo Helene
Salomon Mony Levy
Manuel Grullón
INTRODUCCIÓN
E
ste capítulo visa fornecer los elementos básicos de referencia de costo y
productividad de los servicios y sistemas relacionados con la rehabilitación de
estructuras de hormigón. Por supuesto no logra hacerlo todo pues los servicios de
rehabilitación suelen tener muchas alternativas y a cada día hay nuevos sistemas y
materiales destinados a reparación, protección y refuerzo de estructuras de hormigón.
Representa el resultado de tres años de trabajo de observación y medición de productividad y
gastos de los servicios de rehabilitación de estructuras, principalmente de edificaciones
escolares de dos y tres plantas, realizado en la Provincia de São Paulo, Brasil, de 1997 a
2001. Hoy día tales índices están adoptados por la mayoría de los organismos públicos del
país para componer sus presupuestos. También están siendo cada vez mas utilizados en
obras privadas para viabilizar una forma mas objetiva e imparcial de fiscalización y medición
de los servicios realizados.
Es razonable pensar que la productividad de los obreros en los diversos países de Ibero
América pueda ser distinta y que tales índices no pueden ser adoptados sin un análisis crítico.
Por otra parte tener una referencia de composición unitaria de precios de 76 servicios usuales
en obras de rehabilitación puede ser muy conveniente para ayudar a:
!
Obtener un presupuestos inicial/referencial de los trabajos
!
Orientar la fiscalización de los servicios
!
Viabilizar las mediciones de servicios realizados de modo más objetivo y único.
10.1 PROCEDIMIENTOS PARA PREPARO DEL
SUBSTRATO
10.1.1 Preparación del substrato por escarificación manual (corte de
hormigón), hasta 3,0 cm de profundidad [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Ayudante
Encargos Sociales
h
%
15,00
129
1,32
19,80
25,54
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
45,34
Herramientas/ Equipos:
Puntero
un
0,050
2,66
0,13
Cincel
Maceta de 2,0 kg
un
un
0,080
0,013
2,66
4,62
0,21
0,06
Guante de protección
un.
0,005
2,63
0,01
Lentes de protección
un
0,002
3,20
0,01
Subtotal de Herramientas/Equipos
2
R$
0,42
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Composición Unitaria de Precio
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Beneficios y Gastos Indirectos
R$
1+2
Precio unitario
B.G.I.
%
45,76
R$
Valor unitario del servicio por m2
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos por medio de escarificación manual, deberá ser adoptado el siguiente
procedimiento:
Escarificar desde fuera hacia dentro evitando golpes bruscos que puedan quebrar las aristas y
2.
contornos de la región en tratamiento.
3.
Retirar todo el material suelto, mal vibrado y segregado, hasta alcanzar la región del
hormigón sano, obteniendo una superficie rugosa y cohesa, propiciando buenas condiciones
de adherencia.
4.
Deberán ser tomados los debidos cuidados para no comprometer la estructura, garantizando
que el espesor de la escarificación se mantenga dentro de lo previsto.
5.
Después de la conclusión de los servicios de escarificación es necesaria la ejecución de
limpieza con aire comprimido o cualquier otro procedimiento capaz de remover polvo y
partículas sueltas.
Esta solución es recomendable cuando las áreas a ser preparadas son pequeñas superficies y locales
de difícil acceso para los equipos mayores tales como martillos eléctricos o neumáticos.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinado el área de la poligonal circunscrita a la superficie tratada, y su valor expresado en
m2 (metro cuadrado).
El precio unitario de este servicio remunera la mano de obra, el desgaste de las herramientas y
equipos de seguridad así como eventuales daños o pérdidas de las herramientas específicas.
10.1.2 Preparación del substrato por escarificación con disco de desbaste,
hasta 0,5cm de espesor [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Albañil (Operador Lijador)
h
1,00
1,61
1,61
Ayudante
h.
0,50
1,32
0,66
Encargos Sociales
%
129
2,93
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
5,20
Herramientas/ Equipos:
Pulidora
h.
1,000
0,50
0,50
Guantes de protección
par
0,005
2,63
0,01
Lentes de protección
un
0,002
3,20
0,01
Cable eléctrico trifásico 3x 2,5
m
0,001
8,20
0,01
2
Subtotal de Herramientas/Equipos
R$
0,53
Material de Consumo:
Disco de desbaste
un.
0.200
4,00
0,80
Soporte para disco
un
0.020
6,00
0,12
3
Subtotal de Material de Consumo
B.G.I.
Valor unitario del servicio por m2
0,92
R$
1+2+3
Precio unitario
Beneficios y Gastos Indirectos
R$
%
6,65
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos a través del desbaste de la superficie, será necesario adoptar el siguiente
procedimiento:
Aplicar el disco sobre la superficie, efectuar el desbaste en camadas o pasadas cruzadas a
1.
90°. Desbastar de cada vez un espesor pequeño manteniendo uniformidad de espesor en toda
la superficie.
2.
La aplicación de este procedimiento sólo deberá ser ejecutada por mano de obra
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Composición Unitaria de Precio
especializada, ya que
inhabilitadas.
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este equipo ofrece elevado riesgo cuando operado por personas
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área de la poligonal circunscrita a la superficie tratada y su valor será expresado
en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario de este servicio remunera la mano de obra directa, el desgaste de herramientas y
equipos de seguridad así como eventuales daños o pérdidas de las herramientas específicas.
Eventual apuntalamiento de la estructura, será pagado por separado.
10.1.3 Preparación del substrato por medio de escarificación mecánica
(corte de hormigón), para espesores de hasta 3,0 cm [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Albañil (Operador de martillo)
h
5,00
1,61
Ayudante
h
2,50
1,32
Encargos Sociales
%
129
Precio parcial
Mano de obra:
8,05
3,30
14,64
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
25,99
Herramientas/ Equipos:
Rebajador electromecánico con
puntero (Tipo Bosch 11206)
h
5,00
2,00
10,00
Guantes de protección
par
0,005
2,63
0,01
Lentes de protección
par
m
0,002
0,001
3,20
8,20
0,01
0,01
Cables eléctricos trifásico 3x 2,5
1
Subtotal de herramientas/equipos
Precio unitario
Beneficios y gastos indirectos
Valor unitario del servicio por
B.G.I.
m2
R$
1+2
R$
%
R$
10,03
36,02
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos por medio de escarificación mecánica, será necesario adoptar el siguiente
procedimiento:
Escarificar de fuera hacia dentro para evitar roturas de las aristas y esquinas. En superficies
1.
planas, remover la nata superficial y procurar conferir rugosidad al hormigón.
2.
Retirar todo el material suelto, mal compactado y segregado, hasta alcanzar el hormigón
sano.
3.
Cuando exista la necesidad, deberá ser previsto adecuado apuntalamiento de la estructura.
4.
Deberán ser tomados todos los cuidados posibles de forma a no comprometer la estructura
garantizando que el espesor de la escarificación se mantenga dentro de lo previsto.
5.
Después de la escarificación, será necesario proceder a la limpieza con aire comprimido o
cualquier otro procedimiento capaz de remover polvo y partículas sueltas.
La aplicación de este procedimiento no requiere mano de obra especializada (calificada).
Este sistema es particularmente indicado en casos de grandes áreas a ser tratadas, desde que no
haya necesidad de alcanzar espesores superiores a 3 cm.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba descrito, será
determinada el área de la poligonal circunscrita a la superficie tratada y su valor expresado en m2
(metro cuadrado).
El precio unitario de este servicio remunera la mano de obra, el desgaste de herramientas, equipos de
seguridad, la depreciación del rebajador electrónico (martillo), así como eventuales daños o pérdidas
de las herramientas específicas.
Eventual apuntalamiento de la estructura, será pagado por separado.
10.1.4 Preparación del substrato por medio de demolición con uso de
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Composición Unitaria de Precio
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martillos neumáticos para espesores de hasta 5 cm [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Albañil (Operador de martillo)
Ayudante
Encargos Sociales
h.
h.
%
5,00
1,50
129
1.61
1.32
8,05
1,98
12,94
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Compresor (250 p.c.m) con 2 martillos
Tex 20, mangueras y filtros de serie
Protector auricular
Guantes de protección
Lentes de protección
h.
2,500
12,64
un
par
un.
0,005
0,005
0,002
7,55
2,63
3,20
Material de Consumo:
Combustible (diesel)
lt.
5,00
22,97
31,60
0,04
0,01
0,01
2
Subtotal de Herramientas/Equipos
R$
0,40
31,66
2,00
3
Subtotal de Materiales de Consumo
R$
2,00
R$
1+2+3
Precio unitario
Beneficio y Gastos Indirectos
R$
(B.G.I.)
%
56,63
R$
Precio unitario total por m2
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos utilizando el proceso de demolición por medio de martillos neumáticos, será
necesario adoptar el siguiente procedimiento:
Retirar todo el material suelto, mal compactado y segregado, hasta alcanzar el hormigón
1.
sano.
2.
Siempre que necesario prever apuntalamiento adecuado y tomar todos los cuidados posibles
de forma a no comprometer la estructura.
3.
Después de la escarificación será necesario proceder a la limpieza con aire comprimido para
la remoción de las partículas de polvo.
La aplicación de este procedimiento aunque presente alto desempeño y gran rendimiento, requiere
mano de obra especializada; el costo de movilización y desmovilización del equipo es relativamente
elevado cuando comparado a los equipos utilizados en otros métodos.
Su uso es sólo recomendado para grandes volúmenes y en el caso de estructuras no muy delgadas,
no debiendo de forma alguna ser utilizado en componentes esbeltos, como columnas y vigas.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados, será determinada el área de la estructura realmente
demolida y el valor expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario de este servicio remunera la mano de obra, el desgaste de las herramientas, equipos
de seguridad, la depreciación del compresor y de los martillos neumáticos así como eventuales daños
o pérdidas de las herramientas específicas.
Eventual apuntalamiento de la estructura, será pagado por separado.
La tasa de movilización y desmovilización del equipo deberá ser incluida en el B.G.I.
10.1.5 Preparación del substrato por medio de lijado manual [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Ayudante
Encargos Sociales
h
%
0,40
129
1.32
0,53
0,68
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Guantes de protección
Lentes de protección
Subtotal herramientas y equipos
par
un.
0,005
0,002
2,63
3,20
R$
1,21
0,01
0,01
2
R$
0,02
file://C:\Manual%20de%20Rehabilitacion%20de%20Estructuras%20de%20Hormigon\HT...
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Composición Unitaria de Precio
Material de Consumo:
Papel de lija (hierro)
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hoja
0,50
1,00
0,50
3
Subtotal de materiales de consumo
R$
R$
1 + 2 +3
Precio unitario
Beneficio y Gastos Indirectos
(B.G.I.)
0,50
%
1,73
R$
Precio unitario total por m2 de hormigón tratado
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos por medio de lijado manual, será necesario adoptar el siguiente
procedimiento:
Frotar la lija con movimientos circulares enérgicos sobre la superficie a ser tratada.
En el caso en que las barras de acero quedaron expuestas después de la escarificación del
hormigón, se debe procurador obtener el color en la barra denominado color “metal blanco”.
La aplicación de este procedimiento dispensa el empleo de mano de obra especializada y es indicado
para tratamientos localizados en pequeñas áreas donde exista la necesidad de regularización de la
superficie. Debido a presentar una exigencia de control cuidadoso por parte de la fiscalización, no es
recomendado para aplicación en grandes áreas densamente contaminado por hollín.
1.
2.
No se aplica cuando haya necesidad de remover del substrato camadas de tinta o barniz existentes,
ya que el mismo no es capaz de retirar estas películas.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba descrito, será
determinada el área efectivamente lijada, su valor deberá ser expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera las hojas de lija, y toda la mano de obra
necesaria tanto para el lijado de la superficie del hormigón como para el de las barras de acero
expuestas en la superficie.
10.1.6 Preparación del substrato por medio de lijado eléctrico [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Albañil (Operador Lijador)
Ayudante
Encargos Sociales
h
h
%
0,30
0,10
129
1,61
1,32
0,48
0,13
0,79
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Lijadora industrial
Guantes de protección
Lentes de protección
Máscara antipolvo
Cables trifásicos 3x2,50 mm
h.
pz
pz
pz
m
0,300
0,005
0,002
0,005
0,001
R$
0,50
2,63
3,20
3,00
8,20
0,15
0,01
0,01
0,02
0,01
2
Subtotal herramientas y equipos
Material de Consumo:
Disco de lija
Disco de goma
un
un
0,250
0,025
R$
1,80
4,20
3
R$
(B.G.I.)
%
0,55
R$
1+2+3
Precio unitario
Precio unitario total por m2
0,20
0,45
0,10
Subtotal total de materiales de consumo
Beneficio y gastos indirectos
1,40
2,15
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos por medio de lijado eléctrico, será necesario adoptar el siguiente
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Composición Unitaria de Precio
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procedimiento:
Procurador mantener la lijadora paralela a la superficie en tratamiento, ejecutar movimientos
1.
circulares y homogéneos.
2.
Frotar la lija con movimientos circulares y enérgicos sobre la superficie a ser tratada, no
concentrar esfuerzos en las áreas que presenten mayor deterioro, pues este procedimiento
acabará marcando la estructura y damnificando el aspecto visual de la misma.
Para la aplicación de este procedimiento será necesario el empleo de mano de obra especializada,
siendo indicado para tratamientos en grandes áreas en las que exista la necesidad de remoción de las
impurezas y eflorescencias existentes, o el uniformizado de la superficie para posterior tratamiento.
Podrá ser empleado también para el tratamiento de superficies metálicas para la remoción de crestas
de corrosión en estructuras metálicas.
Debido a la gran cantidad de polvo generada será imprescindible el uso de máscara antipolvo por el
operador.
El disco de lija a ser utilizado deberá ser n° 24 a 36 para lijado grueso o n° 100 a 120 para lijado fino.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo presentado, deberá
ser medida el área realmente lijada y su valor expresado en m2 (metro cuadrado).
El área determinada será considerada una vez para el lijado grueso y otra vez para el lijado fino
cuando sea el caso.
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera los discos de lija, toda la mano de obra
necesaria para el lijado de la superficie de hormigón, equipos de seguridad y protección, y la
depreciación de la lijadora necesaria para la ejecución de los servicios.
10.1.7 Preparación del substrato por medio de cepillado manual [m2]
Descripción del insumo
un
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Ayudante
h
0,50
1.32
0,66
Encargos Sociales
%
129
Mano de obra:
0,85
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
1,51
Herramientas/ Equipos:
Guantes de protección
Lentes de protección
par
un.
0,005
0,002
2,63
3,20
0,01
0,01
2
Subtotal herramientas equipos
R$
0,02
Material de consumo:
Cepillo
acero
rectangular
con
cerdas
de
un.
4,60
1,15
3
Subtotal material de consumo
R$
1+2+3
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
Precio unitario total por m
0,25
2
(B.G.I.)
%
1,15
R$
2,68
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos por medio de cepillado manual, será necesario adoptar el siguiente
procedimiento:
Cepillar la superficie hasta alcanzar una completa remoción de las partículas o cualquier otro
material indeseado.
2.
Cuando el substrato que esté siendo preparado contenga armadura oxidada la escoba deberá
ser frotada enérgicamente sobre las barras de acero, de forma a ser removidos los productos
de corrosión presentes en las mismas.
Para la aplicación de este procedimiento no habrá necesidad de empleo de mano de obra
especializada y es especialmente recomendado para preparación de superficies de pequeñas
dimensiones, en locales de fácil acceso, cuando exista la necesidad de remoción de productos de
corrosión incrustados en las armaduras.
1.
file://C:\Manual%20de%20Rehabilitacion%20de%20Estructuras%20de%20Hormigon\HT...
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Composición Unitaria de Precio
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Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba descrito, será
determinada el área efectivamente lijada y esta será expresada en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera la mano de obra, las escobas de acero y
eventuales papeles de lija que puedan resultar necesarios para la perfecta ejecución de los servicios,
así como los equipos de seguridad necesarios.
10.1.8 Preparación del substrato con utilización de pistolas de agujas [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
h
%
1,50
129
1,61
2,42
3,12
Mano de obra:
Albañil (Operador de pistola)
Encargos Sociales
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
5,54
Herramientas/ Equipos:
Pistola electromecánica
h.
1,500
0,56
0,84
Guantes de protección
Lentes de protección
par
un
0,005
0,002
2,63
3,20
0,01
0,01
Cable eléctrico trifásico 3x 2,5
m
0,001
8,20
0,01
2
Subtotal herramientas y equipos
R$
0,87
Material de Consumo
Juego
de
agujas
electromecánica
para
pistola
un
60,00
3
Subtotal de material de consumo
0,06
R$
0,06
R$
1 + 2+ 3
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
Precio unitario total por m
0,001
2
(B.G.I.)
%
6,47
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos con utilización de pistolas dotadas de agujas, será necesario adoptar los
siguientes procedimientos:
Colocar la pistola en contacto con la armadura o chapa metálica hasta que sea retirado todo producto
de corrosión o tinta; en esta operación deberá evitarse el contacto de las agujas con la superficie de
hormigón, pues el mismo causa daños irreparables en las agujas.
Para la aplicación de este procedimiento habrá necesidad de empleo de mano de obra especializada.
Es recomendado especialmente para la preparación de pequeñas a medias superficies, en los casos
indicados a continuación:
En estructuras metálicas, cuando haya necesidad de ejecutar una perfecta remoción de los
1.
productos de corrosión, o sea, alcanzar la condición de “metal blanco”, o cuando haya
necesidad de la remoción de películas de pintura.
2.
En estructuras en hormigón armado cuando haya necesidad de retirada de productos de
corrosión incrustados en las barras de acero.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba descrito, será
determinada el área efectivamente lijada y esta será expresada en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera la mano de obra, la depreciación de la
pistola, el desgaste de las agujas, cables eléctricos y equipos de seguridad necesarios para la
ejecución de los servicios.
10.1.9 Preparación del substrato con utilización de chorro de arena seca
[m2]
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Composición Unitaria de Precio
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Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Operador del chorro
Ayudante del operador del chorro
Encargos Sociales
h
h
%
0,35
0,48
129
1,61
1,32
0,56
0,63
1,53
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Compresor de aire 250 pzm
Máquina de chorro de arena con
reservatorio acoplado, mangueras de
alta presión y filtro.
Punta direccional 5/16”
Ropa del operador de chorro
Máscara de protección
0,120
0,360
9,00
3,50
1,08
1,26
pz
un
pz
0,002
0,002
0,002
135,00
36,00
16,00
0,27
0,07
0,03
2
kg
lt
82,00
0.425
R$
0,07
0,40
3
Subtotal de materiales de consumo
2,71
5,74
0,17
R$
5,91
R$
1+2+3
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
2,72
h
h
Subtotal herramientas y equipos
Material
Arena seca especial para chorro
Combustible (diesel)
R$
(B.G.I.)
%
11,34
R$
Precio unitario total por m2
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos por medio de chorro de arena seca, será necesario adoptar los siguientes
procedimientos:
1.
Mantener la punta del chorro en una posición ortogonal a la superficie de aplicación, a una
distancia de 1,0 m y moverlo constantemente en círculos, distribuyendo uniformemente el
material para una mejor remoción de todos los residuos que puedan venir a perjudicar la
adherencia con la futura camada protectora.
2.
Para la aplicación de este procedimiento será necesario el empleo de mano de obra
especializada, siendo indicado para tratamientos en grandes áreas y locales angulosos donde
exista la necesidad de remoción de todas las impurezas, o el uniformizado de la superficie
escarificada para posterior tratamiento, o para la remoción de pinturas de superficies; podrá
ser empleado también para tratamiento de superficies metálicas para la remoción de crestas
de corrosión, desde que la gran cantidad de polvo generado no constituya problema.
Será imprescindible la utilización de equipos especiales de protección, así como ropas y máscaras por
el operador del chorro.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios de chorro ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba
presentado, será determinada el área efectivamente chorreada y su valor será expresado en m2
(metro cuadrado).
El precio unitario de este servicio remunera la mano de obra, la depreciación del compresor y de las
máquinas de chorro, de las ropas especiales y los equipos de protección necesarios para la ejecución
de los servicios.
La tasa de movilización y desmovilización del equipo deberá ser incluida en el B.G.I.
10.1.10 Demarcación del área de reparo a través de la utilización de disco de
corte [m]
Descripción del insumo
un
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Albañil
h
0,10
1,61
0,16
Ayudante
h
0,10
1,32
0,13
Encargos Sociales
%
129
Subtotal mano de obra y encargos sociales
0,37
1
R$
0,66
Herramientas/ Equipos:
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Composición Unitaria de Precio
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Lentes de protección
Guantes de protección
un
un
0,002
0,005
3,20
3,63
Máquina de corte
h
0,10
0,20
0,01
0,01
0,02
2
Subtotal herramientas y equipos
R$
0,04
Material de Consumo:
Disco de corte diamantado
Cables eléctricos trifásicos 3x2,50
un
m
0,020
0,001
18,00
8,20
3
Subtotal de materiales de consumo
R$
0,37
R$
1 + 2 +3
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
0,36
0,01
(B.G.I.)
%
1,07
R$
Precio unitario total por m
R$
Memorial Descriptivo
Para delimitación del substrato a través de la utilización de sierras circulares manuales dotadas de
disco de corte, será necesario adoptar el siguiente procedimiento:
Procurador mantener el disco en posición ortogonal a la superficie.
Antes de iniciar la operación, delimitar, con lápiz de cera, el contorno del servicio a ser
ejecutado.
La operación de la máquina de corte, por ser un equipo delicado, exige mano de obra especializada,
siendo indicado para retirada de protuberancias, delimitación del contorno de las áreas de reparos y
aberturas de ranuras para tratamiento de fisuras.
3.
4.
Este procedimiento requiere cuidados especiales en lo que respecta al control del espesor del corte
para no damnificar estribos y armaduras.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinado el perímetro de la figura que delimita el área de los servicios a ser ejecutados y su
valor expresado en m (metro) de corte realmente ejecutado.
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera la mano de obra, la depreciación de la
sierra circular, el desgaste del disco diamantado y la utilización de los cables eléctricos necesarios
para la ejecución de los servicios.
10.1.11 Preparación del substrato por medio de quema controlada [m2]
Descripción del insumo
Mano de obra:
Albañil
Ayudante
Encargos Sociales
un
h.
h
%
coef.
1,00
0,50
129
pz
pz
pz
0,002
0,005
0,002
Material de Consumo:
Gas
kg
0,200
5,20
0,01
0,01
0,05
R$
0,07
0,75
0,15
3
R$
0,15
R$
1+2+3
Precio unitario
Precio unitario total por m2
R$
3,20
2,63
25,00
Subtotal de materiales de consumo
Beneficio y gastos indirectos
1,61
0,66
2,93
2
Subtotal herramientas equipos
Precio parcial
1,61
1,32
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Lentes de protección
Guantes de protección
Soplete
Precio unitario
(B.G.I.)
%
5,42
R$
R$
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Composición Unitaria de Precio
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Memorial Descriptivo
Para preparar substratos por medio del proceso de quema controlada, será necesario adoptar el
siguiente procedimiento:
Dirigir el soplete de forma a facilitar la retirada de las camadas de hormigón desagregadas.
Procurador no mantener por mucho tiempo la misma posición para no calentar demasiado la
superficie del hormigón y retirar incorrectamente partes sanas de la estructura.
Para la aplicación de este procedimiento será necesario el empleo de mano de obra especializada,
además del riguroso control por parte de la fiscalización, siendo indicado para tratamientos en áreas
donde no haya armadura expuesta o donde los recubrimientos sean superiores a 30 mm.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente quemada y esta será expresada en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera la mano de obra directa, las
herramientas, el material necesario y los equipos de seguridad a ser utilizados en la ejecución de
estos servicios.
10.1.12 Preparación de substratos impregnados con aceites y grasas, a través
de la aplicación de solventes [m2]
Descripción del insumo
un
Mano de obra:
Ayudante
Encargos Sociales
h
%
coef.
0,33
129
Precio unitario
1,32
Herramientas/ Equipos:
Brocha
Pincel
pz
pz
0,005
0,005
lt
0,50
1,50
pz
0,001
60,00
R$
0,02
0,75
0,06
3
Subtotal de materiales de consumo
1,00
0,01
0,01
2
Material de Consumo:
Removedor de grasas, a base de
solventes de alta penetración, no
corrosivo. Tipo Thinner 7810 DB.
Manguera para lavado 30 m
R$
3,00
2,25
Subtotal de Herramientas e Equipos
R$
0,81
R$
1+2+3
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
0,44
0,56
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Precio parcial
(B.G.I.)
Precio unitario total por m2
%
1,83
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos en los que existan aceites y grasas impregnados en la superficie, en
profundidades mayores de 3 mm será necesaria la remoción previa del hormigón contaminado a
través de uno de los procedimientos descritos en los ítems:
10.1.3 Escarificación mecánica
10.1.4 Demolición
10.1.11 Quema controlada
Para el caso de aceite impregnado a pequeña profundidad:
1.
2.
3.
Aplicar sobre la superficie el removedor y limpiador a base de solventes de alta penetración,
no corrosivo y adecuado para estos fines.
Aguardar hasta su evaporación final, repetir la operación caso se juzgue necesario.
Inmediatamente después, lavar con agua en abundancia para remover todo residuo de
solvente que eventualmente haya permanecido en el local.
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Composición Unitaria de Precio
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Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente tratada y su valor será expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario arriba remunera los materiales y mano de obra necesarios para la ejecución de las
operaciones de remoción de aceites y grasas del substrato impregnado.
Operaciones preliminares tales como las descritas en los ítems 10.1.3 Escarificación mecánica;
10.1.11 Quema controlada o eventualmente 10.1.4 Demolición serán remuneradas por separado.
10.1.13 Preparación de substratos con utilización de máquinas de desbaste,
(fresadora mecánica) [m2]
Descripción del insumo
Mano de obra:
Albañil (Operador de fresadora)
Ayudante
Encargos Sociales
un.
h
h
%
coef.
1,00
0,50
129
Precio unitario
1,61
1,32
Herramientas / Equipos:
Lentes de protección
Guantes de protección
Fresadora y escarificadora mecánica
(Tipo, mod. F-30 BETOMAQ )
Cables eléctricos 3x2,50
5,20
0,002
0,005
1,00
3,20
2,63
2,30
0,01
0,01
2,30
m
0,001
8,20
0,01
2
R$
2,33
R$
1+2
Precio unitario
Precio unitario total por m2
R$
pz
par
h.
Subtotal Herramientas y Equipos
Beneficio y gastos indirectos
1,61
0,66
2,93
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Precio parcial
(B.G.I.)
%
7,53
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos con el uso de fresadora mecánica o escarificadora, será necesario adoptar el
siguiente procedimiento:
Pre-humedecer la superficie del hormigón y mover el equipo en líneas paralelas,
procuradondo mantener la velocidad de movimiento constante.
2.
En condiciones normales de operación, el equipo conseguirá desbastar un espesor de 2,5 mm
a 3,0 mm de hormigón en cada pasada.
3.
Su uso es especialmente recomendado para grandes áreas de piso donde exista la necesidad
de mantener la homogeneidad y uniformizado de los servicios en ejecución.
En superficies que no sean horizontales y planas este procedimiento se torna inejecutable.
1.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente fresada y su valor expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario de este servicio remunera la depreciación del equipo, el desgaste de las
herramientas, los cables eléctricos, accesorios y la mano de obra necesaria para la ejecución de las
operaciones de desbaste del substrato con utilización de máquina fresadora.
10.2 PROCEDIMIENTOS PARA LIMPIEZA DEL
SUBSTRATO
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Composición Unitaria de Precio
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10.2.1 Limpieza de substrato con aplicación de chorro de agua fría [m2]
un
Descripción del insumo
Mano de obra:
Pintor (Capaz de trabajar amarrado en
una cuerda)
Ayudante
Encargos Sociales
h
h
%
coef.
Precio unitario
0,22
0,11
129
3,70
1,32
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Máquina lava-chorro (agua fría y
capacidad para presión de 1750 lb/
pul 2 ) con mangueras y boca
direccional
Capa de protección
Cable eléctrico 3x2,50
Balde plástico 60 l
Brocha
Lentes de protección
Guantes de goma
2,20
2,50
0,55
pz
m
pz
pz
pz
par
0,0020
0,0010
0,0010
0,0125
0,0020
0,0030
18,00
8,20
15,00
3,00
3,20
2,10
0,04
0,01
0,01
0,04
0,01
0,01
2
lt
1,00
R$
0,60
3
Precio unitario
Precio unitario total por m2
R$
0,2200
Subtotal materiales de consumo
Beneficio y gastos indirectos
0,81
0,15
1,24
h
Subtotal herramientas y equipos
Materiales de Consumo
Ácido muriático diluido en agua en
proporción de 1:1 hasta 1:3 o solución
para limpieza disponibles en las casas
de ventas del ramo.
Precio parcial
(B.G.I.)
0,67
0,60
R$
0,60
1+2+3
R$
%
R$
3,47
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar la limpieza de substratos por medio de chorro de agua fría será necesario adoptar el
siguiente procedimiento:
Iniciar la limpieza por las partes más profundas procuradondo mantener una presión
adecuada para la remoción de partículas sueltas.
2.
Ejecutar preferiblemente movimientos circulares con la boca del chorro para facilitar la
limpieza de toda la superficie
Para la aplicación de este procedimiento será necesario el empleo de mano de obra especializada,
siendo indicado para limpieza en grandes áreas y fachadas donde exista la necesidad de remoción de
las impurezas impregnadas así como también restos de hollín debido a la acción química de la
polución atmosférica.
1.
Para trabajar con este equipo el operador deberá estar debidamente vestido para no mojarse.
No deberá ser utilizado cuando los materiales de reparo requieran un substrato seco para garantizar
buena adherencia. No remueve protuberancias ni hormigón con alguna resistencia.
Para mejorar la eficiencia del proceso podrán ser utilizadas soluciones ácidas adecuadamente
formuladas para limpieza, desde que sean tomadas medidas para protección de las áreas adyacentes.
Caso existan escuadras (ventanas y puertas y marcos) metálicas en la fachada, no deberá ser
aplicada la solución ácida directamente sobre las mismas para evitar daños a la anodización o
deflagrar puntos de corrosión localizados. La protección de las escuadras podrá ser ejecutada con
vaselina industrial.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente lavada y esta será expresada en m2 (metro cuadrado).
No serán descontados los huecos de ventanas realmente lavadas.
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera el suministro y la aplicación de solución
limpiadora, la mano de obra capacitada para la ejecución de los servicios de lavado en grandes
alturas, depreciación de la máquina lava-chorro, el desgaste de las herramientas y todos los equipos
de protección necesarios para la ejecución de los servicios.
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Composición Unitaria de Precio
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Servicios de aplicación y suministro de vaselina industrial para la protección de las escuadras, deberán
ser remunerados por separado.
10.2.2 Limpieza de substrato con aplicación de chorro de agua caliente
[m2]
Descripción del insumo
Mano de obra:
Pintor (Capaz de trabajar amarrado en
una cuerda)
Ayudante
Encargos Sociales
un
coef.
Precio unitario
Precio parcial
h
0,26
0,13
129
3,70
1,32
0,96
0,17
1,36
h
%
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas /Equipos
Máquina lava-chorro con agua caliente
mangueras y boca direccional
Capa de protección
Cabo eléctrico 3x2,50
Guantes térmicos
Balde plástico (60 litros)
Brocha
Lentes de protección
0,2600
3,00
0,78
pz
m
pz
pz
pz
pz
0,0020
0,0010
0,0050
0,0010
0,0125
0,0020
18,00
8,20
8,60
15,00
3,00
3,20
0,04
0,01
0,04
0,01
0,04
0,01
2
lt
lt
1,00
0,13
R$
0,60
1,20
R$
(B.G.I.)
0,76
R$
1+2+3
Precio unitario
0,93
0,60
0,16
3
Subtotal de materiales de consumo
Beneficio y gastos indirectos
2,49
h.
Subtotal herramientas y equipos
Material de Consumo:
Ácido o solución limpiadora
Kerosén
R$
4,18
%
Precio unitario total por m2
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar la limpieza de substratos por medio de chorro de agua caliente será necesario adoptar el
siguiente procedimiento:
Iniciar la limpieza por las partes más profundas, procurando mantener una presión adecuada
para la remoción de las partículas sueltas.
2.
Ejecutar preferentemente movimientos circulares con la boca del chorro para facilitar la
limpieza de toda la superficie
Para la aplicación de este procedimiento será necesario el empleo de mano de obra especializada,
principalmente cuando los servicios a ser ejecutados precisen ser realizados en fachadas altas.
1.
Este procedimiento es particularmente indicado para limpieza en grandes áreas y fachadas donde
exista necesidad de remoción de las impurezas impregnadas, así como restos de hollín debido a la
acción química de la polución.
Para trabajar con este equipo el operador deberá estar debidamente protegido con capas plásticas,
también es necesario el uso de guantes térmicos para la protección del operador de quemaduras
debido a las altas temperaturas del agua en la boca del chorro, en torno de 80°C.
No deberá ser utilizado cuando los materiales de reparo requieran un substrato seco para garantizar
una buena adherencia. No remueve protuberancias ni hormigón con alguna resistencia.
Puede ser utilizado para la remoción de impurezas orgánicas tales como grasas, aceites y pinturas si
asociado a removedores biodegradables.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente lavada y esta será expresada en m2 (metro cuadrado).
No serán descontados los huecos de ventanas ocasionalmente lavadas.
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera el suministro y la aplicación de
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Composición Unitaria de Precio
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soluciones limpiadoras, mano de obra capacitada para ejecutar el servicio en fachadas de grandes
alturas, depreciación de la máquina lava-chorro, combustible para el calentamiento del agua,
desgaste de las herramientas y todos los equipos de protección necesarios para la ejecución de los
servicios.
10.2.3 Limpieza de substrato con aplicación de vapor [m2]
Descripción del insumo
un.
Mano de obra:
Pintor (Capaz de trabajar amarrado en
una cuerda)
Ayudante
Encargos Sociales
h
h
%
coef.
0,50
0,50
129
Precio unitario
3,70
1,32
1,85
0,66
3,24
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Máquina generadora de vapor
Lentes de protección
Guantes térmicas
h
pz
par
0,500
0,002
0,005
Beneficio y gastos indirectos
7,01
2,10
0,01
0,04
2
1+2
(B.G.I.)
R$
4,20
3,20
8,60
Subtotal herramientas equipos
Precio unitario
Precio parcial
%
Precio unitario total
R$
2,15
R$
9,26
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar la limpieza de substratos por medio de chorro de vapor será necesario adoptar el
siguiente procedimiento:
Iniciar la limpieza por las partes más profundas procuradondo mantener una presión
adecuada para la remoción de partículas sueltas.
2.
Ejecutar preferentemente movimientos circulares con la boca del chorro para facilitar la
limpieza de toda la superficie.
Para la aplicación de este procedimiento será necesario el empleo de mano de obra especializada,
siendo indicado para limpieza de fachadas en grandes áreas como en los casos de chorros de agua fría
y caliente, siendo más adecuado para la eliminación de impurezas minerales e orgánicas como grasa,
aceite y pintura. La eficiencia de este proceso aumenta cuando asociado a removedores
biodegradables.
1.
Para trabajar con este equipo el operador deberá estar debidamente protegido para no mojarse.
No deberá ser utilizado cuando los materiales de reparo requieran de un substrato seco para
garantizar buena adherencia.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente lavada y esta será expresada en m2 (metro cuadrado).
No serán descontados los huecos de ventanas realmente lavadas.
El precio unitario para la ejecución de este servicio remunera la mano de obra, los materiales
necesarios, la depreciación de la caldera de vapor, el desgaste de las herramientas y todos los
equipos de protección necesarios para la ejecución de los servicios.
10.2.4 Limpieza de substrato por medio de lavado con soluciones ácidas,
para pisos o paredes [m2]
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Composición Unitaria de Precio
Descripción del insumo
Mano de obra:
Pintor o Albañil
Ayudante
Encargos Sociales
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un.
coef.
h.
h.
%
Precio unitario
0,20
0,10
129
1,61
1,32
Herramientas/ Equipos:
Pulverizador
Brocha
Pincel
Cepillo
Lentes de protección
Guantes de goma
Manguera de agua (30 m)
pz
pz
pz
pz
pz
par
pz
0,0100
0,0125
0,0250
0,0250
0,0020
0,0030
0,001
lt
1,00
R$
0,60
3
(B.G.I.)
0,28
0,60
R$
%
Precio unitario total por m2
0,60
R$
1+2+3
Precio unitario
1,03
0,05
0,04
0,06
0,09
0,01
0,01
0,02
2
Subtotal total de materiales de consumo
Beneficio y gastos indirectos
R$
4,85
3,00
2,25
3,60
3,20
2,10
18,00
Subtotal herramientas y equipos
Material de Consumo:
Solución de ácido muriático y
agua (1:1 a 1:3) o solución de
limpieza encontrada lista en el
mercado.
0,32
0,13
0,58
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Precio parcial
1,91
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar la limpieza de substratos por medio de lavado con soluciones ácidas será necesario
adoptar el siguiente procedimiento:
Antes de la aplicación saturar la estructura con agua limpia para evitar la penetración de
ácido en el hormigón sano.
2.
Preparar la solución ácida a ser utilizada en el proceso de limpieza, de acuerdo con las
recomendaciones del fabricante.
3.
Inmediatamente después, aplicar la solución con una brocha sobre la superficie a ser lavada y
frotar enérgicamente con el cepillo, la efervescencia que aparecerá es señal de
descontaminación de la superficie.
4.
Inmediatamente después de la reacción lavar la estructura con abundante agua limpia, para
la remoción de las partículas sólidas y residuos ácidos de la solución utilizada.
La única restricción al uso de este proceso es cuando los materiales de reparo requieran de un
substrato seco para garantizar una buena adherencia.
1.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba, será
determinada el área efectivamente lavada, siendo que su valor será expresado en m2 (metro
cuadrado).
El precio unitario presentado remunera el suministro del ácido y de la mano de obra para su manoseo
y aplicación en las superficies contaminadas, así como el desgaste de las herramientas a ser utilizadas
para la ejecución de los trabajos.
10.2.5 Limpieza de substrato por medio de lavado con soluciones alcalinas,
para pisos o paredes [m2]
Descripción del insumo
Mano de obra:
Pintor o Albañil
Ayudante
Encargos Sociales
un.
h.
h
%
coef.
0,20
0,10
129
pz
pz
1,61
1,32
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Balde plástico (18 litros)
Cepillo
Precio unitario
0,005
0,0125
4,20
3,60
Precio parcial
0,32
0,13
0,58
R$
1,03
0,02
0,04
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Composición Unitaria de Precio
Manguera de agua (30 m)
Lentes de protección
Guantes de goma
Página 16 de 73
pz
pz
par
0,001
0,002
0,003
18,00
3,20
2,10
2
Subtotal herramientas y equipos
Material de Consumo:
Solución alcalina, preparada como
indicado en el memorial descriptivo
lt
2,0
R$
0,07
0,10
0,14
3
Subtotal total de materiales de consumo
R$
0,14
R$
1+2+3
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
0,02
0,01
0,01
(B.G.I.)
%
1,27
R$
R$
Precio unitario total por m2
Memorial Descriptivo
Para ejecutar la limpieza de substratos por medio de lavado con soluciones alcalinas será necesario
adoptar el siguiente procedimiento:
Antes de la aplicación saturar la estructura con agua limpia para evitar la penetración de
1.
solución alcalina que podrá modificar las características del hormigón.
2.
Preparar la solución alcalina diluyendo 1kg de Ca(OH)2 (hidróxido de calcio) en 4 a 5 litros de
agua.
Aplicar la solución concomitantemente con el lavado de la estructura a través de una
manguera de agua.
Este método es particularmente indicado en los casos en los que la estructura estuvo sujeta al ataque
por ácidos mejorando también las características adherentes del substrato.
El método no es agresivo a la armadura y no requiere equipo especializado, aunque como en el caso
del lavado con soluciones ácidas, cuidados especiales (protección con vaselina industrial sólida)
deberán ser tomados en relación a las escuadras metálicas existentes en la fachada.
La principal limitante de este método, es en la remoción de productos provenientes de la corrosión de
armaduras además de dificultar la adherencia de ciertos productos de base epoxi. Este método es más
eficiente en grandes áreas de pisos que en estructuras convencionales.
3.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente lavada, siendo que su valor será expresado en m2 (metro
cuadrado).
El precio unitario presentado remunera la mano de obra, todos los materiales empleados en el
proceso así como el desgaste de las herramientas a ser utilizadas para la ejecución de los trabajos.
Caso exista la necesidad de proteger escuadras metálicas con vaselina industrial, este servicio deberá
ser remunerado por separado.
10.2.6 Limpieza para remoción de aceites y grasas impregnados
superficialmente [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Ayudante
h.
0,25
Encargos Sociales
%
129
1,32
0,33
0,43
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
0,76
Herramientas/ Equipos:
Escoba /cepillo
Guante plástico
pz
par
0,005
0,003
3,60
2,10
0,02
0,01
Lentes de protección
pz
0,002
3,20
0,01
2
Subtotal herramientas y equipos
R$
0,04
Material de Consumo:
Removedor de grasas, a base de
solventes de alta penetración, no
corrosivo. (Thinner 7810 DB)
Subtotal de materiales de consumo
lt
0,50
1,50
0,75
3
R$
0,75
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Composición Unitaria de Precio
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Beneficio y gastos indirectos
Precio unitario total por m
R$
1+2+3
Precio unitario
(B.G.I.)
%
1,55
R$
2
R$
Memorial Descriptivo
Para lavar y limpiar substratos en los que existan aceites o grasas impregnados en profundidades
inferiores a 2 mm., será necesario adoptar el procedimiento a seguir:
1.
2.
Utilizar un removedor tipo Thinner 7810 DB aplicándolo directamente sobre las áreas
afectadas dejándolo actuar por lo menos por 20 min.
A continuación, lavar la región con agua en abundancia con auxilio de una escoba para la
remoción de partículas sólidas y residuos del producto utilizado.
Cuando la impregnación ocurre en espesores superiores a 2 mm, será necesario la remoción de
hormigón contaminado a través de los procedimientos descritos en los ítems 10.1.3 Escarificación
mecánica; 10.1.11 Quema controlada o 10.1.4 Demolición.
Este procedimiento es recomendado principalmente para limpieza de superficies horizontales (pisos)
contaminados superficialmente.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente tratada, su valor será expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario arriba indicado remunera el suministro de solvente y la mano de obra para su
aplicación, las herramientas necesarias para la ejecución de las operaciones de remoción de aceites y
grasas del substrato impregnado.
10.2.7 Limpieza del substrato, con chorro de aire comprimido [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Operador de compresor
h
0,10
Encargos Sociales
%
129
1,61
0,16
0,21
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
0,37
Herramientas/ Equipos:
Compresor de 125 o 250 pzm con
manguera y filtro de aceite en la
línea
Guante de protección
Lentes de protección
h
0,10
10,50
1,05
par
pz
0,003
0,002
2,63
3,20
0,01
0,01
2
Subtotal herramientas y equipos
R$
1,07
Material de Consumo:
Combustible (diesel)
lt
0,425
0,40
0,17
3
Subtotal de materiales de consumo
1+2+3
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
Precio unitario total por m
2
(B.G.I.)
%
R$
R$
0,17
1,61
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para limpiar el substrato utilizando chorro de aire comprimido será necesario adoptar el procedimiento
siguiente:
En las cavidades existentes, colocar en su interior la extremidad de la manguera ejecutando la
1.
limpieza desde el interior para el exterior.
2.
Cuando limpias, las cavidades deben ser vedadas con papel, procediéndose entonces a la
limpieza de la superficie remaneciente.
3.
Es importante comenzar siempre el proceso por las cavidades, pasando después para las
superficies vecinas de modo a evitar la deposición de polvo en su interior.
Este procedimiento es recomendado principalmente para limpiar y remover polvo después de la
preparación de substratos por medio de escarificación, cepillo de acero o chorro de arena u otros
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servicios en que sea necesario la aplicación de resinas de base epoxi, las cuales requieren superficies
limpias y secas.
En superficies húmedas no deberá ser utilizado, debido a que el mismo se presenta ineficiente en
estas condiciones. Es imprescindible la utilización de filtro de aceite en la línea de aire comprimido,
pues sólo de esta forma no ocurrirá el transporte de partículas de aceite perjudiciales a la superficie
que está siendo limpiada.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente limpiada y su valor expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario arriba mostrado remunera el uso del compresor, de las mangueras de aire, del filtro
de aceite, el combustible y la mano de obra necesaria para la ejecución de las operaciones de limpieza
y remoción de las partículas de polvo del substrato. El precio para la movilización y desmovilización
del equipo deberá estar incluso en el B.G.I.
10.2.8 Limpieza del substrato con utilización de solventes volátiles [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Ayudante
h.
0,25
Encargos Sociales
%
129
1,32
0,33
0,43
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
0,76
Herramientas/ Equipos:
Brocha o pincel
pz.
0,0250
2,25
2
Subtotal herramientas y equipos
0,06
R$
0,06
Material de Consumo:
Acetona
lt
0,50
2,76
1,38
Estopa
kg.
0,010
4,80
0,05
Algodón
kg.
0,010
6,00
0,06
3
Subtotal materiales de consumo
1+2+3
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos (B.G.I.)
2
Precio unitario total por m .
%
R$
1,49
R$
2,31
R$
R$
Memorial Descriptivo
Para limpiar un substrato utilizando solventes volátiles deberá adoptarse el procedimiento siguiente:
Aplicar acetona con estopa, pincel o algodón en la superficie, con utilización de un pincel y
movimientos adecuados, retirar eventuales residuos y contaminaciones presentes en el local.
Este procedimiento es recomendado principalmente para limpiar y remover polvo después de la
preparación de substratos por medio de escarificación, cepillo de acero, chorro de arena, u otros
servicios en que sea necesario la aplicación de resinas base epoxi, las cuáles requieren superficies
limpias y secas.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente limpiada expresada en m2 (metro cuadrado).
El valor final de los servicios determinados para la remuneración de los servicios ejecutados será
presentado en fracciones decimales y múltiplas de 0,50m2, siempre arredondeadas para más, por
ejemplo 0,50m2, 1,00m2, 1,50m2 y así por delante.
El precio unitario remunera el suministro de los solventes volátiles, la mano de obra para su aplicación
y el desgaste de las herramientas necesarias para la ejecución de las operaciones de limpieza y
remoción de las partículas de polvo del substrato.
10.2.9 Preparación del substrato por saturación con agua [m2]
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Composición Unitaria de Precio
Descripción del insumo
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un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Ayudante
h.
0,20
Encargos Sociales
%
129
1,32
0,26
0,34
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
0,60
Herramientas/ Equipos:
Sacos de yute (absorbentes)
Hilo de gangorra
pz.
kg.
1,000
0,010
0,20
6,00
Manguera transparente ¬ = ¾ (30 m)
pz
0,001
60,00
2
Subtotal herramientas y equipos
0,06
R$
(B.G.I.)
0,32
R$
1+2
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
0,20
0,06
%
0,92
R$
Precio unitario total por m2.
R$
Memorial Descriptivo
Para preparar un substrato utilizando el proceso de saturación con agua, deberá ser adoptado el
siguiente procedimiento:
1.
2.
3.
4.
Sumergir totalmente la superficie a ser tratada por un período mínimo de 12 horas que
deberá anteceder la aplicación de mortero o hormigón de base mineral a ser aplicado sobre la
superficie.
Esa inmersión puede ser conseguida con la construcción de barreras temporarias y manguera
con flujo continuo.
En superficies verticales cuando el sumergimiento sea inviable, formar un filme continuo de
agua en la superficie con el auxilio de sacos absorbentes y mangueras perforadas.
Instantes antes de la aplicación de los productos, retirar el agua y secar con estopa limpia,
secar el exceso de agua superficial, obteniendo así el substrato saturado con superficie seca
(no encharcada).
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente saturada y su valor será expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario remunera la mano de obra, herramientas y los materiales necesarios para la
ejecución de las operaciones de saturación para la preparación del substrato.
10.2.10 Limpieza del substrato por aspiración al vacío [m2]
Descripción del insumo
un.
Coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Ayudante
h.
0,20
Encargos Sociales
%
129
1,32
0,26
0,34
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
0,60
Herramientas/ Equipos:
Aspirador Industrial con motor de
1/2 C.V.
h.
0,20
1,20
0,24
m
0,001
8,20
0,01
Cable eléctrico 3x2,50
1
Subtotal herramientas y equipos
1+2
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
R$
(B.G.I.)
%
0,25
R$
0,85
R$
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Composición Unitaria de Precio
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Precio unitario total por m2
R$
Memorial Descriptivo
Para limpiar un substrato utilizándose el proceso de aspiración al vacío deberá ser adoptado el
siguiente procedimiento:
1.
2.
Con un aspirador industrial especialmente fabricado para aspirar partículas de hormigón
pasar en toda el área a ser limpiada.
Especial atención deberá ser dispensada en las esquinas y aristas, pues estos son locales
donde normalmente ocurre el mayor acumulo de partículas.
Este procedimiento no requiere mano de obra especializada y presenta elevada productividad aliada a
la gran eficiencia cuando aplicado en substratos secos.
Es altamente recomendable en locales donde grandes cantidades de polvo no puedan ser toleradas en
virtud de procesos industriales más sofisticados.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con el memorial descriptivo arriba presentado,
será determinada el área efectivamente aspirada y su valor será expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario remunera la mano de obra y los equipos necesarios para la ejecución de las
operaciones de limpieza por aspiración al vacío.
10.3 PROCEDIMIENTOS PARA REPARO Y
REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN
ARMADO
10.3.1 Reparos superficiales localizados con mortero base cemento
modificado con polímeros (0,5cm ≤ esp. ≤ 3cm) [m2]
Descripción del insumo
un.
Mano de obra:
Albañil
Ayudante
Encargos Sociales
h
h
%
coef.
3,00
1,50
129
Precio unitario
1,61
1,32
Herramientas/ Equipos:
Plana de albañil
Frota de acero
Mezclador mecánico
pz
pz
h.
0,002
0,002
0,010
kg
Precio unitario
(B.G.I.)
R$
1,04
0,05
65,00
3
Subtotal de Materiales de Consumo
Precio unitario total por m2
62,50
15,59
0,01
0,01
0,03
2
Material de Consumo:
Suministro y preparo del mortero
base
cemento
modificado
con
polímeros.
R$
4,90
2,80
3,00
Subtotal de Herramientas/Equipos
Beneficio y gastos indirectos
4,83
1,98
8,78
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
Precio parcial
R$
65,00
1+2+3
R$
%
R$
80,64
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar reparos superficiales localizados, en Losas, Vigas, Columnas, Paredes, o Pisos con
mortero base de cemento modificado con polímeros será necesario adoptar el siguiente
procedimiento:
file://C:\Manual%20de%20Rehabilitacion%20de%20Estructuras%20de%20Hormigon\HT...
25/03/05
Composición Unitaria de Precio
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Página 21 de 73
La demarcación, demarcar el contorno de la región a ser tratada de acuerdo con los
procedimientos descritos en el ítem 10.1.10 Demarcación con disco de corte de esta
metodología, el corte realizado deberá tener profundidad ≥ 0,5 cm para cualquier superficie
estructural, o ser ≥ 1 cm en el caso de pisos.
Inmediatamente después escarificar la región a ser tratada, por uno de los procedimientos
indicados, en los ítems 10.1.1 Escarificación manual o 10.1.3 Escarificación mecánica, retirar
todo el material suelto, mal compactado y segregado, hasta alcanzar el hormigón sano.
Siempre que necesario, prever apuntalamiento adecuado de la estructura.
El substrato, será limpiado enseguida, de acuerdo con el procedimiento 10.2.9 Limpieza por
saturación con agua, de esta metodología después de lo cual, será aplicado un puente de
adherencia como indicado en el ítem 10.12.1 Preparación de puente de adherencia con
adhesivos base acrílica, constituido por nata de cemento modificado con adhesivo. No deberán
ser aceptados adhesivos a base de PVA .
Preparación del mortero de reparo, añadir el componente B al componente A, mezclar, en una
mezcladora mecánica, por aproximadamente 3 (tres) minutos, hasta alcanzar un perfecto
homogenizado.
Aplicación del mortero de reparo, el mortero de reparo previamente mezclado, deberá ser
presionado fuertemente contra el substrato en camadas sucesivas de 1 cm hasta alcanzar e
espesor deseado, desde que este espesor no sea superior a 3,0 cm. Para el caso de pisos
adoptar el mismo procedimiento.
La terminación, deberá ser dada con frota de acero, de madera o de goma dependiendo de la
terminación que se quiera conferir a la superficie.
El curado, es necesario mantener la superficie húmeda por 7 (siete) días o aplicar dos manos
de soluciones de curado con pulverizador, antes del inicio de pega, o después del inicio de
pega, con brocha o con rolo. En las 36 horas iniciales, evitar radiación solar directa a través
del empleo de toldos u otros obstáculos.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con este memorial descriptivo, será determinada
el área real de superficie tratada, y su valor será expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario determinado remunera el suministro del material, toda la mano de obra para su
aplicación, el desgaste de las herramientas así como la depreciación de los equipos necesarios para la
ejecución de los servicios constantes de este memorial descriptivo.
Las actividades constantes en las etapas deberán ser remuneradas de acuerdo con los criterios
existentes en los ítems relativos a la preparación del substrato y preparación de puente de adherencia
respectivamente.
10.3.2 Reparos superficiales localizados ejecutados con mortero polimérico
base epoxi (0,5 cm ≤ esp. ≤ 1,5 cm) [m2]
Descripción del insumo
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Albañil
h.
3,50
1,61
Ayudante
h.
2,00
1,32
Encargos Sociales
%
129
5,64
2,64
10,68
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
18,96
Herramientas/ Equipos:
Plana de albañil
pz
0,002
4,90
0,01
Frota de acero
pz
0,002
2,80
0,01
Mezclador mecánico
h.
0,010
1,00
0,01
2
Subtotal de Herramientas/Equipos
R$
0,03
Material de Consumo:
Mortero polimérico base epoxi
kg
34,50
3,58
Solvente para materiales base epoxi
lt
0,18
5,12
Precio unitario
Precio unitario total por m
2
0,92
3
Subtotal de Materiales de Consumo
Beneficio y gastos indirectos
123,51
(B.G.I.)
R$
124,43
1+2+3
R$
%
R$
143,42
R$
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Composición Unitaria de Precio
Página 22 de 73
Memorial Descriptivo
Para ejecutar reparos superficiales localizados, en Losas Vigas Columnas y Paredes, con mortero
polimérico base epoxi será necesario adoptar el siguiente procedimiento:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
La demarcación, demarcar el contorno de la región a ser tratada de acuerdo con el
procedimiento descrito en el ítem 10.1.10 Demarcación con disco de corte de esta
metodología, el corte así realizado deberá tener profundidad ≥ 0,5 cm para cualquier
superficie estructural o ser ≥ 1,00 cm en el caso de pisos.
Inmediatamente después escarificar la región a ser tratada, por uno de los procedimientos
indicados en el ítem 10.1.1 Escarificación manual o 10.1.3 Escarificación mecánica, retirar
todo el material suelto, mal compactado y segregado, hasta alcanzar el hormigón sano.
Siempre que necesario prever apuntalamiento adecuado para la estructura.
El substrato, deberá ser limpiado enseguida, de acuerdo con el procedimiento 10.2.7
Limpieza por chorro de aire comprimido de esta metodología, después de esto será aplicado
un puente de adherencia, sobre el substrato seco, con una espátula respetando su tiempo de
manoseo conforme especificado en el ítem 10.2.2 Preparación de puente de adherencia con
adhesivos base epoxi, de esta metodología. Cuando no sea practicable la limpieza del
substrato por el método citado, utilizar 10.2.8 Limpieza con solventes volátiles.
Preparación del mortero de reparo, añadir el componente B al componente A y mezclar por
aproximadamente 3 (tres) minutos hasta un completo homogenizado. Agregar suave y
lentamente el componente C (agregados) y homogenizar por 3 (tres) minutos más.
Aplicación del mortero de reparo, el mortero de reparo mezclado deberá ser presionado
fuertemente contra el substrato en camadas sucesivas de 0,5 cm hasta alcanzar el espesor
deseado, desde que este espesor no sea superior a 1,5 cm. Independientemente de que los
reparos estén siendo ejecutados en estructuras o pisos, para espesores mayores a 1,5 cm
desfasar las operaciones por períodos superiores a 5,0 horas y mantener las superficies que
recibirán la nueva camada, ranuradas, con el fin de facilitar la adherencia de las camadas
posteriores. Es aconsejable que la temperatura ambiente esté entre 10 °C y 30 °C cuando
sean ejecutados estos servicios de reparo.
La terminación, deberá ser dada con frota de acero.
Él curado, proteger contra la radiación solar durante las primeras cinco horas.
Los cuidados, trabajar con guantes y lentes de seguridad en locales ventilados y limpiar las
herramientas y equipos con un solvente indicado por el fabricante, antes de la polimerización
del sistema epoxi (cerca de 45 minutos a 20 °C).
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con este memorial descriptivo, será determinada
el área real de la superficie tratada, y su valor será expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario determinado remunera el suministro del material, toda la mano de obra para su
aplicación, el desgaste de las herramientas, así como también la depreciación de los equipos
necesarios para la ejecución de los servicios constantes de este memorial descriptivo.
Las actividades constantes de las etapas deberán ser remuneradas de acuerdo con los criterios
existentes en los ítems relativos a la preparación del substrato y a la preparación de puente de
adherencia respectivamente.
10.3.3 Reparos superficiales localizados ejecutados con mortero polimérico
base poliéster (0,5 cm ≤ esp. ≤ 1,5 cm) [m2]
Descripción del insumo
un
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Albañil
h
3,50
1,61
5,64
Ayudante
h
2,00
1,32
2,64
Encargos Sociales
%
129
10,68
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
18,96
Herramientas/ Equipos:
Plana de albañil
pz
0,002
4,90
0,01
Frota de acero
Balde plástico de 18 litros
pz
pz
0,002
0,002
2,80
4,20
0,01
0,01
Mezclador mecánico
h
0,010
1,00
Subtotal de Herramientas/Equipos
0,01
2
R$
0,04
file://C:\Manual%20de%20Rehabilitacion%20de%20Estructuras%20de%20Hormigon\HT...
25/03/05
Composición Unitaria de Precio
Página 23 de 73
Material de Consumo:
Preparo y suministro de mortero a
base de poliéster.
kg
28,80
3,17
91,30
3
Subtotal de Materiales de Consumo
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
Precio unitario total por m2
(B.G.I.)
R$
1+2+3
R$
%
R$
91,30
110,30
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar reparos superficiales localizados en Losas, Vigas, Columnas y Paredes, con mortero base
poliéster será necesario adoptar el siguiente procedimiento:
1.
La demarcación, demarcar el contorno de la región a ser tratada de acuerdo con e
procedimiento descrito en el ítem 10.1.10 Demarcación con disco de corte de esta
metodología, el corte así creado deberá tener una profundidad ≥ 0,5 cm para cualquier
superficie estructural o ser ≥ 1 cm en el caso de pisos.
2.
Inmediatamente después, escarificar la región a ser tratada, por uno de los procedimientos
indicados en el ítem 10.1.1 Escarificación manual o 10.1.3 Escarificación mecánica, retirar todo
el material suelto, mal compactado y segregado, hasta alcanzar el hormigón sano.
3.
Siempre que sea necesario prever apuntalamiento adecuado de la estructura.
4.
Este procedimiento es sólo recomendado para reparos de pequeñas dimensiones, tales como
áreas de 50 cm x 50 cm o de 10 cm x 100 cm.
5.
El substrato, deberá ser limpiado enseguida, de acuerdo con el procedimiento 10.2.7 Limpieza
por chorro de aire comprimido de esta metodología, después de esto será aplicado un puente
de adherencia sobre el substrato seco, aplicado con espátula, respetando su tiempo de
manoseo conforme especificado en el ítem 10.2.2 Preparación de puente de adherencia con
adhesivos base epoxi, de esta metodología. Cuando no sea practicable la limpieza de
substrato por el método citado, utilizar 10.2.8 Limpieza con solventes volátiles.
6.
Preparación del mortero de reparo, depositar la resina en un balde plástico limpio, añadir
lentamente los demás componentes y homogeneizar por lo menos por 3 (tres) minutos.
7.
Aplicación del mortero de reparo, el mortero de reparo ya mezclado deberá ser presionado
fuertemente contra el substrato en camadas sucesivas de 0,5 cm hasta alcanzar el espesor
deseado, desde que este espesor no sea superior a 1,5 cm. Independientemente de que los
reparos estén siendo ejecutados en estructuras o pisos, para espesores mayores que 1,5 cm,
desfasar las operaciones por períodos superiores a 5,0 horas y mantener las superficies que
recibirán la nueva camada ranuradas, con el fin de facilitar la adherencia de las camadas
posteriores.
8.
La terminación, deberá ser dada con frota de acero.
9.
El curado, proteger contra la radiación solar durante las primeras 5 (cinco) horas.
10. Los cuidados, trabajar con guantes y lentes de seguridad en locales ventilados y limpiar las
herramientas y equipos con solvente indicado por el fabricante.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con este memorial descriptivo, será determinada
el área real de la superficie tratada, y su valor será expresado en m2 (meto cuadrado).
El precio unitario determinado remunera el suministro del material, toda la mano de obra para su
aplicación, el desgaste de las herramientas así como la depreciación de los equipos necesarios para la
ejecución de los servicios constantes en las etapas de este memorial descriptivo.
Las actividades constantes en las etapas deberán ser remuneradas de acuerdo con los criterios
existentes en los ítems relativos a la preparación del substrato y preparación de puente de adherencia
respectivamente.
10.4 REPAROS SUPERFICIALES EN GRANDES
AREAS
10.4.1 Reparos superficiales, ejecutados en grandes áreas, con mortero base
cemento modificado con polímeros. (0,5 cm ≤ esp. ≤ 3,0 cm) [m2]
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Composición Unitaria de Precio
Descripción del insumo
Página 24 de 73
un.
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Albañil
h.
2,60
1,61
4,19
Ayudante
h.
1,30
1,32
1,72
Encargos Sociales
%
129
7,62
1
Subtotal mano de obra y encargos sociales
R$
13,53
Herramientas/ Equipos:
Plana de albañil
pz
0,002
4,90
0,01
Frota de acero
pz
0,002
2,80
0,01
Mezclador mecánico
h.
0,010
1,00
0,01
2
Subtotal de Herramientas/Equipos
R$
0,03
Material de Consumo:
Suministro y preparo de mortero base
cemento modificado con polímeros.
kg
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
Precio unitario total por m2
62,50
1,04
65,00
3
Subtotal de Materiales de Consumo
(B.G.I.)
R$
65,00
1+2+3
R$
%
R$
78,56
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar reparos superficiales en grandes áreas de Losas, Vigas, Columnas, Paredes, o Pisos con
mortero de base cemento modificado con polímeros será necesario adoptar el siguiente procedimiento:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
La demarcación, demarcar el contorno de la región a ser tratada de acuerdo con e
procedimiento descrito en el ítem 10.1.10 Demarcación con disco de corte de esta
metodología, el corte así realizado deberá tener una profundidad ≥ 0,5 cm para cualquier
superficie estructural, o ser ≥ 1 cm en el caso de pisos.
Inmediatamente después, escarificar la región a ser tratada por uno de los procedimientos
indicados en los ítems 10.1.1 Escarificación manual o 10.1.3 Escarificación mecánica, retirar
todo el material suelto, mal compactado y segregado, hasta alcanzar el hormigón sano.
Siempre que necesario, prever apuntalamiento adecuado de la estructura.
El substrato, deberá ser limpiado enseguida, de acuerdo con el procedimiento 10.2.9 Limpieza
por saturación con agua, de esta metodología después de esto será aplicado un puente de
adherencia como indicado en el ítem 10.12.1 Preparación de puente de adherencia con
adhesivos base acrílica, constituido por nata de cemento modificado con adhesivo. No deberán
ser aceptados adhesivos base PVA.
Preparación del mortero de reparo, añadir el componente B al componente A, mezclar, en
mezclador mecánico, por aproximadamente 3 (tres) minutos, hasta alcanzar un perfecto
homogenizado.
Aplicación del mortero de reparo, el mortero de reparo ya mezclado, deberá ser presionado
fuertemente contra el substrato en camadas sucesivas de 1,00 cm hasta alcanzar el espesor
deseado, desde que este no sea superior a 3,0 cm.
La terminación, deberá ser dada con frota de acero, de madera o de goma dependiendo de la
terminación que se quiera conferir a la superficie.
El curado, es necesario mantener la superficie húmeda por 7 (siete) días, o aplicar dos manos
de soluciones de curado con pulverizador, antes del inicio de la pega, o después del inicio de
pega, con pincel o rolo. En las 36 horas iniciales, deberá ser evitada la radiación solar a través
de toldos u otros obstáculos.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con este memorial descriptivo, será determinada
el área real de la superficie tratada, y su valor será expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario determinado remunera el suministro del material, toda la mano de obra para su
aplicación, el desgaste de las herramientas así como la depreciación de los equipos necesarios para la
ejecución de los servicios constantes en las etapas de este memorial descriptivo.
Las actividades constantes en las etapas deberán ser remuneradas de acuerdo con los criterios
existentes en los ítems relativos a preparación del substrato y preparación de puente de adherencia
respectivamente.
file://C:\Manual%20de%20Rehabilitacion%20de%20Estructuras%20de%20Hormigon\HT...
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Composición Unitaria de Precio
Página 25 de 73
10.4.2 Reparos superficiales ejecutados en grandes áreas, con mortero
lanzado base cemento modificado con polímeros, 1,0 cm ≤ esp. ≤7,0
cm [m2]
Descripción del insumo
un
coef.
Precio unitario
Precio parcial
Mano de obra:
Operador de proyección
h
0,08
2,00
0,16
Albañil
Ayudante
h
h
4,00
2,00
1,61
1.32
6,44
2,64
Encargos Sociales
%
129
11,92
1
Subtotal Mano de obra y encargos sociales
R$
21,16
Herramientas/ Equipos:
Boca proyectora completa
Manguera de 1 ½”
un
m
0,0011
0,0278
226,72
41,04
0,25
1,14
Máquina de proyección vía húmeda
h
Disco de hierro
un
0,0800
16,20
1,30
0,0033
103,10
Disco de goma superior
Disco de goma inferior
0,34
un
un
0,0033
0,0033
103,10
103,10
0,34
0,34
Mezclador mecánico
h
0,0500
1,00
0,05
Guantes de protección
par
0,0030
2,63
0,01
Lentes de protección
pz
0,0020
3,20
0,01
Capa
pz
0,0020
18,00
2
Subtotal de Herramientas/Equipos
0,04
R$
3,82
Material de Consumo:
Mortero base cemento modificado con
polímeros.
kg
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
Precio unitario total por m2
146
1,04
3
Subtotal de Materiales de Consumo
(B.G.I.)
151,84
R$
151,84
1+2+3
R$
%
R$
176,82
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar reparos superficiales en grandes áreas de vigas, losas, columnas, paredes o pisos, con
mortero lanzado base cemento modificado con polímeros, será necesario adoptar el siguiente
procedimiento:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
La demarcación, demarcar el contorno de la región a ser tratada de acuerdo con e
procedimiento descrito en el ítem 10.1.10 Demarcación con disco de corte de esta
metodología, el corte así realizado deberá tener una profundidad ≥ 0,5 cm para cualquier
superficie estructural, o ser ≥ 1 cm en el caso de pisos.
Inmediatamente después, escarificar la región a ser tratada por uno de los procedimientos
indicados en los ítems 10.1.1 Escarificación manual, 10.1.3 Escarificación mecánica, o 10.1.04
Demolición si se presenta el caso, retirar todo el material suelto, mal compactado y
segregado, hasta alcanzar el hormigón sano.
Siempre que necesario, prever apuntalamiento adecuado de la estructura.
El substrato, deberá ser limpiado enseguida, de acuerdo con el procedimiento 10.2.9 Limpieza
por saturación con agua, de esta metodología, después de esto se podrá iniciar la aplicación
del mortero.
Preparación del mortero de reparo, Añadir el componente B al componente A, mezclar en
mezclador mecánico, por aproximadamente 3 (tres) minutos, hasta alcanzar un perfecto
homogenizado.
Aplicación del mortero de reparo, el mortero de reparo ya mezclado, deberá ser lanzado
contra el substrato, por el proceso de vía húmeda, siempre de abajo para arriba en camadas
sucesivas hasta alcanzar el espesor deseado ≤7,00 cm.
La terminación, deberá ser dada con frota de acero, de madera o de goma dependiendo de la
terminación que se quiera conferir a la superficie.
Él curado, es necesario mantener la superficie húmeda por 7 (siete) días, o aplicar dos manos
de soluciones de curado con pulverizador, antes del inicio de pega, o después del mismo, con
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Composición Unitaria de Precio
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pincel o rolo. En las 36 horas iniciales, deberá ser evitada la radiación solar directa a través del
uso de toldos u otros obstáculos.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con este memorial descriptivo, será determinada
el área real de la superficie tratada, y su valor será expresado en m2 (metro cuadrado).
El precio unitario determinado remunera el suministro del material, toda la mano de obra para su
aplicación, el desgaste de las herramientas así como la depreciación de los equipos necesarios para la
ejecución de los servicios constantes en las etapas de este memorial descriptivo.
Las actividades constantes en las etapas deberán ser remuneradas de acuerdo con los criterios
existentes en los ítems relativos a preparación del substrato y preparación de puente de adherencia
respectivamente.
10.4.3 Reparos superficiales ejecutados en grandes áreas con aplicación de
≤ 3 mm [m2]
estuco de esp.≤
Memorial Descriptivo
Para preparar substratos por medio de la aplicación de estuco deberá ser adoptado el siguiente
procedimiento:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
El substrato, deberá ser lijado con lijadora eléctrica de acuerdo con las condiciones
constantes en el ítem 10.1.6 Lijado con lijadora eléctrica, utilizando un disco de lija de n° 60
o n° 80. Antes de la aplicación de la pasta de estuco, el substrato que irá recibirlo, deberá
estar húmedo con superficie seca.
Preparación de la pasta para estuco, mezclar 2 volúmenes de cemento Portland, 1 volumen
cemento Branco y 1 volumen de albayalde o arena fina, la relación cemento Portland:
cemento Blanco, podrá ser alterada para conseguir coloraciones más claras o más oscurados
dependiendo del cemento utilizado en el concretado de la estructura original.
Para conseguir la trabajabilidad necesaria de la pasta, mezclar todos los componentes
añadiendo lentamente una solución de adhesivo acrílico y agua en la proporción 1:3 hasta
conseguirse una pasta homogénea que estará lista para ser aplicada. Para evitar desperdicios,
preparar únicamente cantidades de pasta que puedan ser aplicadas en el plazo máximo de
dos a tres horas (tiempo de pega del cemento).
Aplicación del mortero de estuco, el mortero de estuco después de su preparación, deberá ser
aplicado sobre la superficie con frota de acero, presionando este fuertemente de modo a
evitar la creación de una camada de aire sobre el hormigón, o sea, el mortero deberá tener
una consistencia tal que le permita llenar los vacíos, cavidades y minifisuras.
La terminación, deberá ser dada con frota de acero, o de goma (espuma) dependiendo de la
terminación que se quiera conferir a la superficie. Después de 36 horas lijar nuevamente con
disco de lija de n°100 o n°120 como especificado en el ítem 10.1.6 Lijado con lijadora
eléctrica.
El curado, es necesario mantener la superficie húmeda por lo menos por 3 (tres) días.
Criterios Técnicos
Para cuantificar los servicios ejecutados de acuerdo con este memorial descriptivo, será determinada
el área real de la superficie tratada, y su valor será expresado en m2 (meto cuadrado). El precio
unitario determinado remunera el suministro del material, toda la mano de obra para su aplicación, el
desgaste de las herramientas y la depreciación de los equipos necesarios para la ejecución de los
servicios relacionados en las etapas de este memorial descriptivo.
Los servicios constantes en las etapas deberán ser remunerados de acuerdo con los criterios
existentes en el ítem relativo a preparación del substrato 10.1.6 Lijado con lijadora eléctrica.
Descripción del insumo
Mano de obra:
Albañil
Ayudante
Encargos Sociales
un.
h
h
%
coef.
0,20
0,20
129
Precio unitario
1,61
1,32
Herramientas/ Equipos:
Plana de albañil
pz
0,32
0,26
0,75
1
Subtotal Mano de obra y encargos sociales
0,005
4,90
Precio parcial
R$
1,33
0,02
file://C:\Manual%20de%20Rehabilitacion%20de%20Estructuras%20de%20Hormigon\HT...
25/03/05
Composición Unitaria de Precio
Frota de acero
Espátula de 8”
Brocha
Página 27 de 73
pz
pz
pz
0,005
0,005
0,002
2,80
1,40
3,00
0,01
0,01
0,01
2
Subtotal de Herramientas/Equipos
Material de Consumo:
Cemento Portland
Cemento Blanco
Albayalde
Adhesivo base resina acrílica
kg
kg
kg
lt.
0,60
0,30
0,30
0,15
R$
0,11
0,57
0,30
6,25
0,07
0,17
0,09
0,94
3
Subtotal de Materiales de Consumo
Precio unitario
Beneficio y gastos indirectos
0,05
R$
1,27
1+2+3
R$
%
R$
(B.G.I.)
Precio unitario total por m2
2,65
R$
10.5 REPAROS EN JUNTAS DE EXPANSIÓN
10.5.1 Reparos en bordes de juntas de expansión ejecutados con mortero
base cemento modificado con polímeros [m2]
Descripción del insumo
un
Mano de obra:
Albañil
Ayudante
Encargos Sociales
h..
h.
%
coef.
4,00
2,00
129
pz
pz
pz
0,002
0,002
0,050
Material de Consumo:
Mortero pre-mezclado, base cemento
modificado con polímeros
kg
62,50
R$
4,90
2,80
1,00
Precio unitario
(B.G.I.)
Precio unitario total por m 2 de borde
20,79
0,01
0,01
0,05
R$
1,04
0,07
65,00
3
Subtotal de Materiales de Consumo
Precio parcial
6,44
2,64
11,71
2
Subtotal de Herramientas/Equipos
Beneficio y gastos indirectos
1,61
1,32
1
Subtotal Mano de obra y encargos sociales
Herramientas/ Equipos:
Plana de albañil
Frota de acero
Mezclador mecánico
Precio unitario
R$
65,00
1+2+3
R$
%
R$
85,86
R$
Memorial Descriptivo
Para ejecutar reparos en juntas de expansión con mortero de base cemento modificado con polímeros
será necesario adoptar el siguiente procedimiento:
La demarcación, se debe demarcar el contorno de la junta a ser tratada de acuerdo con e
1.
procedimiento descrito en el ítem 10.1.10 Demarcación con disco de corte de esta
metodología, el corte así realizado deberá tener una profundidad = 0,5 cm para cualquier
superficie estructural, o ser = 1,00 cm en el caso de pisos.
2.
Inmediatamente después, escarificar la región a ser tratada por uno de los procedimientos
indicados, en los ítems 10.1.1 Escarificación manual o 10.1.3 Escarificación mecánica, retirar
todo el material suelto, mal compactado y segregado, hasta alcanzar el hormigón sano
Siempre que necesario, prever apuntalamiento adecuado de la estructura.
3.
El substrato, deberá ser limpiado de acuerdo con el procedimiento 10.2.9 Limpieza por
saturación con agua, o 10.2.7 Limpieza por chorro de aire comprimido de esta metodología,
después de esto será aplicado un puente de adherencia como indicado en el ítem 10.2.1
Preparación de puente de adherencia con adhesivos base acrílica, constituido por nata de
cemento modificado con adhesivo. No deberán ser aceptados adhesivos base PVA.
4.
Preparación del mortero de reparo, añadir el componente B al componente A, mezclar con
mezclador mecánico por aproximadamente 3 (tres) minutos, hasta alcanzar un perfecto
file://C:\Manual%20de%20Rehabilitacion%20de%20Estructuras%20de%20Hormigon\HT...
25/03/05
Composición Unitaria de Precio
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homogenizado.
5.
Aplicación del mortero de reparo, el mortero deberá ser adensado en los bordes de la junta
Este servicio deberá ser ejecutado en camadas con espesores siempre inferiores a 3,0 cm y su
aplicación realizada con un desfase de 2,0 horas. Las superficies que recibirán la nueva
camada deberán ser ranuradas para de esta forma presentar mejor adherencia.
6.
La terminación, deberá ser dada con frota de acero, de madera o de goma dependiendo de la
terminación que se quiera conferir a la superficie.
7.
El curado, es necesario mantener la superficie húmeda por 7 (siete) días, o aplicar dos manos
de soluciones de curado con pulverizador, antes del inicio de la pega, o después del mismo,
con pincel o rolo. En las 36 horas iniciales, deberá ser evitada radiación solar mediante el uso
de toldos u otros obstáculos.
8.
Aplicación del sellante, deberá ser aplicado después del endurecimiento de los bordes que
ocurrirá normalmente en 7 días, ver ítem específico 10.5.3 Tratamiento de juntas con
elastómeros a base de polisulfuros de este manual.