INTENSIFICACIÓN EN CONSTRUCCIÓN Y TECNOLOGÍAS ARQUITECTÓNICAS
Síndrome, patología y terapéutica de las humedades en el hormigón
Syndrome, pathology, and therapeutics of concrete´s humidities.
RitaMaríaFaroAlfaro rmfaroalfaro@gmail.comRESUMEN
Es sabido que, entre dosificar el hormigón por peso en las instrucciones anteriores a la H-A-69 a dosificarlo por resistencia en las siguientes, se redujo considerablemente el contenido del cemento. Los hormigones de los últimos treinta años del siglo pasado han perdido durabilidad debido a la disminución de los componentes cálcicos, y como consecuencia se pudieran ver afectados por diferentes lesiones y patologías derivadas de la interacción de dicho hormigón con el ambiente que los rodea, más concretamente de la interacción del hormigón con el agua (humedad). De aquí, la necesidad del estudio de dichos procesos patológicos.
Por tanto, es posible encontrar alguno de estos hormigones afectados durante nuestro ejercicio profesional y como consecuencia deberíamos saber cómo enfrentarnos a esa situación y cómo saber tratar un hormigón que no ha sido fabricado ni ejecutado de acuerdo a las reglas conocidas por la experiencia. Se pretende por ello, no solo analizar los diferentes procesos patológicos, también investigar las formas de recuperación, protección y rehabilitación de los mismos, así como proponer diferentes formas correctas de prevención durante la ejecución para aumentar la durabilidad durante su vida útil.
Palabrasclave: hormigón, patología, humedad, durabilidad, rehabilitación
ABSTRACT:
It is known that, between concrete dosage by weight method until instruction H-A-69 and concrete dosage by resistance method in the following instructions, the cement content was significantly reduced. The concrete of the last thirty years of the last century has lost durability due to the decrease of calcium components, and as a result, concrete could be affected by different damages and pathologies resulting from the interaction of the concrete and the environment around it, specifically in the interaction between concrete and water (humidity). Hence the need of the study of these pathological processes.
Therefore, it is possible to find some affected concretes during our professional practices and consequently we should know how to deal with this situation and knowing how to treat a concrete that has not been made or executed according to the rules known by experience. It is pretended for it, not only analyze the different pathological processes, also investigate ways of recovery, protection, and rehabilitation of these affected concrete, and propose different correct ways for prevention during the execution for increase the durability over its lifetime.
Key words: concrete, pathology, humidity, durability, rehabilitation
1.INTRODUCCIÓN. [1] [2] [6]
El hormigón es un material resistente a la acción de la intemperie Los problemas aparecen cuando el hormigón armado no se elabora de acuerdo a las reglas conocidas por la experiencia y establecidas por la técnica. También puede estar en peligro cuando se somete a la acción de medios ácidos y agresivos.
La humedad en el hormigón, es el síndrome que presenta este material al coincidir un defecto de diseño, de cálculo, de ejecución o de sus componentes con la acción del agua exterior combinada con las atmosferas contaminantes. Dado que la mayoría de los procesos que afectan al hormigón por la acción del agua son de tipo químico, interesa conocer la composición y la constitución de este material que hacen posible la aparición y evolución de aquellos.
Químicamente hablando, el hormigón es un componente en el que coexisten materiales inertes, sustancias reactivas e incluso puede contener ciertas sustancias agresivas en contacto con un ambiente más o menos agresivo (exterior). Componentes:
1-Áridos (material inerte): 70-80% de la masa. Da resistencia al hormigón.
2-Cemento. El cemento posee silicatos, aluminato tetracálcico e hidróxido (da resistencia al hormigón)
3-Las armaduras pueden ser activas o pasivas dependiendo de si trabajan a tracción o compresión. Pueden corroerse si la pieza está mal ejecutada.
4-Aditivos y adiciones. Reductores de agua, reductores de calor de hidratación, etc.
Por otro lado, en un ambiente húmedo agresivo exterior se encuentran elementos como el CO2 o el NO2 considerándose la siguiente situación: AMBIENTE AGRESIVO SUSTANCIAS REACTIVAS SUS AGRESIVAS AMBIENTE AGRESIVO
SULFATOS AMBIENTE MARINO AGUAS PURAS
(verter a poca altura, evitar impacto con armaduras y paredes-tongadas), compactación (rellenar y homogenizar), encofrados (conformar el hormigón), juntas de hormigonado (zonas de transición), fraguado y endurecimiento, y finalmente proceso de curado (proceso paralelo al fraguado)
2.CAUSAS DE LOS PROCESOS PATOLÓGICOS ENELHORMIGÓN. [1] [2] [3]
Si los procesos no se llevan a cabo de la forma correcta, el elemento de hormigón armado (tabla II) puede presentar diferentes síntomas. Aparte de esto, el hormigón es un material rígido muy poco resistente a tracción, por lo tanto, las fuerzas de tracción y de flexión también pueden originar fisuras. Por lo que principalmente vamos a tener:
1º:Grietas y fisuras como consecuencia de un proceso de cálculo incorrecto.
2º:Coqueras, macroporos y recubrimientos insuficientes, si el proceso de ejecución no se correspondió con la buena práctica constructiva.
3º:Microfisuras y microporos, si el proceso de fraguado no fue el adecuado.
4º:Microporosidad consustancial con el proceso de curado
PROCESOS LESIONES
Cálculo
Ejecución Curado
Fraguado
TABLA II Etapas en la fabricación de un pilar de hormigón y posibles lesiones de las mismas.
TABLA I. Componentes, sustancias y ambientes agresivos en el hormigón
Constructivamente hablando, los elementos estructurales del hormigón se obtienen de en un proceso de diseño, seguido de una comprobación de cálculo. Su fabricación y puesta en obra sigue los siguientes pasos: fabricación (amasado a pie de obra o en una instalación industrial), transporte (en el caso de amasado en central, se debe amasar durante transporte, no dividir en distintos recipientes), puesta en obra
Es frecuente en el hormigón, que sean sus propias tensiones internas en el curso del proceso de fraguado las que originen las fisuras. Hay numerosos tipos de fisuras y causas, aunque en este trabajo no son objeto, definiremos las principales que puedan influir para la actuación inmediata del agua sobre el elemento estructural:
1ª: Fisuras de dilatación: El hormigón está sometido a dilataciones y contracciones térmicas. Éstas son del orden de 10 a 11 m/m^-6 porgrado celsius.
El hormigón se contrae con el frío y con el calor aumenta su volumen, y con él su longitud. Si no se determinan con exactitud estos movimientos se llegará a la fisuración, porque el movimiento no quedará absorbido
2ª: Fisuras de retracción: Durante los procesos de fraguado y secado, el hormigón se contrae cediendo el
exceso de agua. Por esta razón se forman oquedades en el hormigón y también hay una reducción del volumen. Es necesario absorber la retracción porque, de lo contrario, se formarán fisuras. Conocemos con exactitud la cuantía de la retracción (0.5 mm/m aprox.). La retracción queda terminada en dos años, incluyendo la contracción bajo carga. Este tipo de fisuras se reparten en la superficie del hormigón gracias a las armaduras de reparto.
3ª: Fisuras de asiento, separaciones del edificio, etc: Este tercer grupo comprenden las que no son previsibles. Es muy difícil predecirlas. Pueden ser por ejemplo, fisuras en los forjados de un aparcamiento o de una azotea, etc. En muchos casos pueden venir dadas por un mal proceso de construcción.
3.PROCESOS PATOLÓGICOS EN EL HORMIGÓN.
[1] [3] [4] [5]
Como consecuencia de un defecto de construcción o de composición (la presencia de sustancias agresivas) y otro de construcción (la permeabilidad al paso del agua en vapor o de líquido a través de poros, fisuras, grietas o coqueras) y de unas causas externas, como es la infiltración del agua y de las sustancias agresivas que lleva disueltas en los elementos estructurales, el hormigón sufre una transformación degenerativa que se manifiesta a través de un síndrome caracterizado por síntomas y lesiones específicas.
1ºMal: Defectos de construcción y constitución
2ºCausas: Agua y atmósfera agresiva
3ºReacción: Componentes del cemento con sustancias agresivas
4ºSíndrome: Síntomas y lesiones
Estos procesos se generan al reaccionar las sustancias reactivas que constituyen el hormigón, o las de carácter agresivo que pudieran entrar en su composición, con el ambiente o una exposición agresiva. Es decir, los procesos más frecuentes son los que se expresan en la tabla IV
El vehículo de dichas sustancias, por lo tanto va a ser el agua, que en forma de vapor o de líquido en el que van disueltas, penetra en el interior del hormigón a través de grietas, fisuras, etc. De lo anterior se deduce que la velocidad del proceso se ve favorecida por la mayor permeabilidad de la superficie exterior.
3.1.1.PROCESOS GENERADO POR EL CO2
Las armaduras del hormigón, una vez endurecido, quedan protegidas frente a la oxidación por el recubrimiento y por la presencia del hidróxido de calcio que tiene una alcalinidad de pH comprendido entre 12 y 13 (Figura 1A). Si, a través de los conductos capilares penetra el vapor de agua (que contiene CO2 del ambiente exterior), ese anhídrido carbónico se contamina por ese CO2, produciendo entonces: CO2+H2O=CO3H2
Es decir ácido carbónico, que reacciona con el hidróxido cálcico del cemento transformándose en carbonato: CO3H2+Ca(OH)2=CO3Ca+2H2O
La basicidad desciende entonces a valores de pH situados entre 9 y 9.5, insuficientes para proteger las armaduras. Este proceso es conocido como carbonatación del hormigón. (Figura 1B).
Cuando el avance de la carbonatación alcanza la posición de las armaduras comienza el proceso de corrosión.
TABLA III. Génesis de los procesos patológicos en el hormigón
Los diferentes procesos patológicos que se deben a la acción del agua se han sintetizado en la tabla III La mayoría de éstos procesos son de carácter químico, salvo uno de carácter físico:
PROCESOS PATOLÓGICOS DEBIDOS AL AGUA QUÍMICOS
Anhídrido carbónico
Iones SO2 Iones NO2 Ácidos Sulfatos Ambientes Marinos Aguas Puras Alcalis Cloruros FÍSICOS Heladas
TABLA IV. Procesos patológicos en el hormigón debidos al agua.
3.1.PROCESOS
DE TIPO QUÍMICO
FIGURA 1A Y 1B Proceso de carbonatación del hormigón.
3.1 2.PROCESOS GENERADO POR EL SO2
El dióxido de azufre SO2, existente en los ambientes industriales, se oxida catalíticamente transformándose en SO3. Y al reaccionar con el vapor de agua o lluvia se convierte en ácido sulfúrico, que en forma de lluvia ácida ataca al hormigón.
SO3+H2O=SO4H2
El hidróxido de calcio del cemente se transforma en sulfato, y la estructura del hormigón endurecido en
yeso más blando, más permeable y con menos durabilidad.
SO4H2+Ca(OH)2=SO4Ca+2H2O
Es un proceso paralelo a la carbonatación, aunque más rápido e intenso.
3.1 6.PROCESOS GENERADO POR LOS AMBIENTES MARINOS
Con independencia del ataque químico que el agua del mar o la arena de playa ejercen sobre el hormigón amasado con aquellas, el vapor de agua contenido en la atmósfera de las zonas marinas está cargado de cloruros y de sulfatos. Al evaporarse el agua, sobre o en el interior de los poros del hormigón cristalizan las sales produciéndose:
a)Efluorescencias o criptofluorescencias con la consiguiente aparición de tensiones internas que meteorizan los hormigones de mala calidad.
3.1 3.PROCESOS GENERADO POR EL NO2
Los iones NO2 reaccionan con el vapor de agua transformándose en ácido nítrico, que también en forma de lluvia ácida, al mojar los paramentos de hormigón, transforma los componentes cálcicos en nitratos.
NO2+H2O=NO3H2
La gravedad del proceso estriba en la solubilidad del nitrato cálcico, sin embargo los iones NO2 no son muy frecuentes en la atmósfera
3.1 4.PROCESOS GENERADO POR LOS ÁCIDOS
En ocasiones los ácidos mojan directamente los paramentos de hormigón, por ejemplo cuando los contiene en forma de paredes de depósito. El 0ataque es únicamente superficial y no interior cuando en forma de vapor de agua penetra por los conductos capilares.
De aquí que los ácidos solo ataquen las capas previamente carbonatadas, a las que destruyen. En realidad, el ácido reacciona con el hormigón transformándolo en la sal correspondiente
3.1.5.PROCESOS GENERADO POR LOS SULFATOS
Las aguas sucias, las pantanosas y en particular las que contienen sulfatos procedentes del terreno penetran a través de la estructura porosa del hormigón endurecido, reaccionan con el aluminato tricálcico del cemento dando lugar a sufoaluminatos (ettringita "secundaria" o sal de Candlot). Sus cristales, de gran volumen, producen una expansión que desintegra la masa.
b)Zonas anódicas y catódicas. Y si además está presente el agua como electrolito, la generación de corrientes internas que provocarán la corrosión.
3.1.7.PROCESOS GENERADO POR LAS AGUAS PURAS
Las aguas blandas al entrar en contacto con el hormigón endurecido, disuelven los componentes cálcicos destruyendo paulatinamente las superficies bañadas. La transformación, al igual que el ataque de la lluvia ácida, es total y no puntual como el de los sulfatos.
3.1.8.PROCESOS GENERADO POR LOS ALCALIS
Los iones sodio y potasio (son características los del deshielo), que con el agua penetran en el interior del hormigón endurecido, reaccionan con la sílice amorfa que puede existir en los áridos produciéndose gel de sílice. Y, como consecuencia del aumento de volumen, una fuente de expansión que desintegra la masa, de características similares a la generada por los sulfatos ya que se trata también de reacciones puntuales.
Cuando los iones alcalinos están presentes en el hormigón, es necesaria la presencia de agua para transportarlos y ponerlos en contacto con la sílice de los áridos y provocar la reacción.
3.1.9.PROCESOS
GENERADO POR LOS CLORUROS.
Aunque el pH del hormigón se mantenga por encima de 9, la corrosión de las armaduras puede comenzar si existen cloruros entre sus componentes (por ejemplo se usa en aditivos para regular el
FIGURA 2A Y 2B. Proceso de ataque por los iones SO2 FIGURA 3A Y 3B. Proceso de ataque por los sulfatos FIGURA 4A Y 4B. 4A: Viga atacada por las aguas de la lluvia. 4B: Formación de estalactitas de cal libre.fraguado), debido a que sus iones hacen que el agua se convierta en un buen conductor eléctrico.
El cloruro sódico puede estar presentes en los áridos, en el agua de amasado y en los aditivos, siendo peligroso a partir del 0.1%.
3.2.PROCESOS DE TIPO FÍSICO
Los procesos de tipo físico se deben principalmente a las heladas , más concretamente al descenso de la temperatura durante las mismas.
Hay tres procesos de carácter físico relacionados con las heladas:
Al disminuir el volumen de agua contenida en la red capilar y con él la presión hidráulica, se genera una difusión de los conductos a los poros (FIGURA 5A).
Al congelarse el agua en éstos y aumentar el volumen un 9% la presión hidráulica provoca otra difusión de sentido contraria a la anterior, ya que la energía potencial existe en los conductos capilares hace disminuir el punto de congelación en éstos. (FIGURA 5B). Aumenta entonces la evaporación y si no es posible, en los ciclos de helo-deshielo o si los poros están saturados, la elevada presión hidráulica provoca el estallido de la masa, o crioclastia.
Otro proceso similar lo producen los áridos heladizos, que inicialmente absorben el agua y durante la helada estallan ante el aumento de volumen. (FIGURA 5C).
Finalmente la sal y los productos aplicados para el deshielo rebajan la temperatura superficial del hormigón apareciendo tensiones internas capaces de fisurar y fracturar los paramentos (FIGURA 5D)
formación en las armaduras de una película protectora contra la formación del óxido. Se dice entonces que el acero es pasivo (diagrama de Paurbaix) Pero con el tiempo, esta situación varía, como hemos visto con anterioridad: humedad, gas carbónico, oxigeno, etc. son los ingredientes necesarios para desencadenar el proceso de oxidación.
Los procesos anteriores lo que provocan es la fisuración del hormigón debida principalmente a aumentos de volúmenes, por lo que a partir de este estado el oxigeno, podrá atacar al acero siempre que el ambiente sea húmedo y neutro. Entonces, se desarrolla la reacción de corrosión propiamente dicha
La corrosión por lo tanto, va a ser un proceso químico o electroquímico por lo que el hierro se separa del acero transformándose inicialmente en hidróxido de hierro y después en oxido de hierro hidratado y agua. La corrosión suele presentarse inicialmente en forma de picaduras con valores del pH superiores a 10.5 por la presencia de iones SO2 y Cl. Cuando el pH desciende de 9, la corrosión empieza a ser superficial.
Como consecuencia de todo ello la estructura se debilita y puede derivar en el colapso
[1]
3.2 CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS
El armado superficial de los elementos de hormigón está destinado a minimizar los efectos de fisuración por retracción del mismo. Una barra de acero en contacto con un medio húmedo y neutro acabará por oxidarse, pero en nuestro caso, los redondos de acero se encuentran recubiertos por un material denso como lo es el hormigón, pero que presenta oquedades a escala microscópica. Estas oquedades están unidas entre sí por poros muy finos, formando una red interna que pueden llegar hasta la superficie. En el hormigón, durante su primer año de vida, estas oquedades son ocupadas por partículas de cal que provienen del cemento y que son el residuo de las reacciones químicas que dan lugar a la solidificación del hormigón, algunos días después de su vertido. Esta cal es de gran utilidad porque es la que origina la
El prediagnóstico se basa principalmente en la observación, cuyo objeto será determinar la necesidad o no de pasar a la fase de diagnosis, que implica un reconocimiento más amplio del edificio. Por lo que esta primera etapa del proceso consiste en hacer un reconocimiento general del edificio y en concreto de la estructura de hormigón. Se procederá visualmente buscando defectos del tipo: deformaciones excesivas (en elementos horizontales), cambios de aspecto superficial del hormigón, fisuraciones o grietas en elementos estructurales y fisuraciones en elementos no estructurales que puedan ser causados por fallos estructurales.
En particular, los síntomas y lesiones generados por los procesos patológicos estudiados con anterioridad, son los siguientes:
FIGURA 5A, 5B, 5C, 5D. Proceso de crioclastia FIGURA 6A y 6B. Proceso de fractura por aumento de volumen de la aradura FIGURA 7A y 7B. Proceso de fracturas en un forjado reticular 4.PREDIAGNÓSTICO.1)La carbonatación del hormigón no presenta síntomas aparentes hasta la fisuración del hormigón como consecuencia de la corrosión.
2) El proceso debido a los iones SO2 tampoco se detecta fácilmente más que por la presencia superficial del yeso.
3)La solubilidad del nitrato de calcio y la consiguiente pérdida de masa sí permite detectar a simple vista la transformación degenerativa debida a iones NO2, pero cuando está yo muy avanzado.
4)Los ácidos provocan la transformación de los paramentos de hormigón en sal.
5)El ambiente marino se manifiestan en eflorescencias, al evaporar se el agua debido a los sulfatos y los cloruros.
6)La modificación del aluminato tricálcico hidratado al reaccionar con los sulfatos en grandes cristales de sulfato-aluminato crea tensiones de desintegración; principalmente en los vértices de los elementos.
7)La aparición de gel de sílice denuncia el ataque de los álcalis en forma de red de fisuras en los elementos. Aparecen perpendicularmente a las tensiones de tracción y paralelamente a las de compresión.
8)Las aguas puras, poco ionizadas, provocan la solubilización del hormigón por lixiviación del cemento.
9)La congelación del agua impide proceso de fraguado del cemento. Cuando se trata de hormigón endurecido, el aumento de volumen genera disgregaciones de la masa al estallar los poros o los áridos no resistentes al hielo.
10)El síndrome más característico es el correspondiente a las tensiones de tracción por aumento de volumen en el proceso de corrosión de la armadura.
En la mayoría de los casos la observación es esencial, aunque puede ir acompañada en algunos casos de catas en puntos significativos y con el uso de alguna instrumentación sencilla. Durante esta fase también se recogerán planos, documentación sobre el edificio, etc.
*Un ejemplo de prediagnóstico por observación puede ser el siguiente (síntomas del punto10):
a)En su coronación, al estar protegido por el forjado, no aparece síntoma alguno.
b)Le sigue la zona A con fisuras incipientes.
c)Hacia su mitad B aparecen grietas e incluso una pérdida de recubrimiento.
d)En el arranque C, las tensiones continúan hasta la transformación total del acero en óxido y la expulsión del hormigón.
Como ya he dicho antes, esta etapa también comprende la averiguación de todos los aspectos necesarios para comprender el edificio y poder actuar en él con mayor fiabilidad. Según los distintos casos, las fuentes complementarias que se pueden usar son: los archivos del propio edificio, información verbal de los propios usuarios, la época de construcción de la estructura, los aspectos histórico-artísticos y la agresividad ambiental del entorno.
5.PATOLOGÍAYDIAGNOSIS. [1] [3]
FIGURA 9. Proceso de diagnóstico.
A partir de las hipótesis definidas en la etapa anterior se decidirá el procedimiento a seguir para obtener mayor información y así corroborar o no las hipótesis iniciales. Una de las partes más importantes de este procedimiento será la fijación de criterios de muestreo para cada prueba. Para ayudarnos con esta labor podemos contar con multitud de ensayos de soporte. Por lo tanto, el proceso general sobre un elemento viene siendo el siguiente:
1º) INSPECCIÓN: A fin de identificar la lesión, independizarla de otras y determinar su amplitud, se analiza el elemento afectado, los inmediatos, los que recibe o sobre los que apoya. Con la ayuda de un martillo, se investiga la existencia de zonas huecas o semidesprendidas, al tiempo que se recogen muestras. Tomar fotografías que ayuden posteriormente.
2º)INFORMACIÓN: Como ya he mencionado en el apartado anterior, se debe solicitar información sobre planos, detalles constructivos, vicisitudes y reformas habidas, datos meteorológicos, etc.
3º)SÍNTOMAS: De acuerdo a la información previa, en una segunda visita se debe ampliar el conocimiento de los síntomas, así como realizar los ensayos y determinaciones que estén al alcance del
FIGURA 8A, 8B y 8C. Estado pilar de hormigón años 70.técnico sin necesidad de un laboratorio, como por ejemplo:
-El ancho de la fisura con el cuenta-hilos o regla. (FIGURA 10A)
-La resistencia del hormigón, con el esclerómetro. (FIGURA 10B)
onda sonora, generada por el propio aparato. La frecuencia de trabajo de estos palpadores oscila entre 15 y 250 kHz. El artefacto funciona colocando los palpadores en la superficie del hormigón impregnados previamente con vaselina o grasa, para asegurar el contacto y separados entre sí una distancia conocida. El instrumento mide los microsegundos que tarda una onda en recorrer la distancia entre palpadores, que dividida por el tiempo obtenido determina la velocidad. Aunque la relación entre resistencia y velocidad no es exacta informa de la calidad del hormigón.
FIGURA 10A y 10B. 10A:Regla de fisuras. 10B: Esclerómetro
-El espesor del recubrimiento, directamente en zonas fracturadas, o con ayuda del pachómetro. (FIGURA 11A)
-El contenido de humedad que, de disponer de un laboratorio a pie de obra puede hacerse por desecación y por el método del carburo cálcico. Y si no con el humidímetro. (FIGURA 11B)
FIGURA 11A y 11B. 11A:Pachómetro. 11B: Humidímetro
4º)ENSAYOS: Son los que necesitan en su elaboración un laboratorio homologado.
-ENSAYOS QUÍMICOS: Se aplican para comprobar la existencia de sustancias agresivas.
A/Avance de la carbonatación: para detectarlo, primero se extrae un pequeño testigo, se realiza un corte normal al paramento o se pica la superficie afectada. En segundo lugar, se pulveriza sobre sus paredes una solución alcohólica de fenolftaleína o timolftaleína; las superficies no carbonatadas (con pH>9) viran a violeta o a azul, mientras que el hormigón afectado se mantiene incoloro. En tercer lugar, medir la profundidad en la que se inicia el viraje.
FIGURA 13A y 13B. 13A:Relación velocidad/calidad del hormigón. 13B: Técnica de ultrasonido para detección de discontinuidades.
FIGURA 12A y 12B. 12A:Indicadores de viraje. 11B: Determinación del avance de carbonatación (profundidad viraje)
B/Aplicación de ultrasonidos: Consta de un palpador de emisión y otro de recepción. EL sistema mide el tiempo que tarda en pasar de uno a otro una
C/Grado de corrosión de la armadura: A través de medidores multi y semicelulares es posible localizar las zonas del elemento afectadas por la corrosión basándose en el hecho de que toda corrosión conlleva una cierta actividad eléctrica. Con la ayuda de estos dos equipos, dicha actividad es comparada en varias partes de la estructura con un electrodo de referencia, de potencial conocido. Las zonas con el mismo potencial delimitan unas áreas que muestran aproximadamente las partes corroídas.
de corrosión
D/Avance de la corrosión de la armadura: El método del apartado C, determina las zonas donde la corrosión está teniendo lugar, pero no da una idea del
FIGURA 14. Pundit.
FIGURA 15A y 15B. Determinación del grado
ritmo de la corrosión. Con el medidor de resistividad es posible medir con gran fiabilidad la resistencia del hormigón al paso de una corriente eléctrica, ya que si ofrece gran resistencia, se tratará de un hormigón compacto, bien curado y poco permeable a los agentes exteriores. En este caso la progresión de la corrosión será lenta; en caso contrario, cuando presente baja resistencia al flujo de corriente, la corrosión será rápida.
E/Resistencia al arrancamiento: Antes de aplicar un tratamiento a un paramento de hormigón, es necesario comprobar su resistencia al arrancamiento, en este caso realizando la comprobación al arranque de un pavimento cerámico. Para ello: primero, con un útil de corte se graba y marca en la superficie una corona circular. En segundo lugar, sobre esta con un adhesivo epoxi, se pega una pastilla metálica. Unos minutos después se procede a arrancarla y a obtener la resistencia de arrancamiento a través del manómetro. Finalmente según se trate de proteger paramentos frente a la corrosión, al cierre de fisuras o contra agresiones químicas, los valores obtenidos han de ser superiores a 0.5 N, 0.8N y 1.0 N/mm2.
FIGURA 17. Distintas posibilidades de apeo (de izquierda a derecha: acodalado, apuntalado y acodalado-apuntalado)
Aunque el acodalado es la solución más sencilla, prácticamente todos los esfuerzos que recibe el pie derecho se transmiten por cortante puro a las vigas, que muy probablemente no podrán resistirlo. El apeado de los forjados y de las vigas, descarga al pilar de las plantas, pero no del peso propio. De aquí el interés del apuntalado-acodalado cuando se pretende descargarlo de su totalidad.
FIGURA 18. Apeo de viga.
6.RECUPERACIÓN Y PROTECCIÓN DE LOS HORMIGONES.
[1] [4]
De acuerdo al objeto de estudio del artículo, solo analizaremos los tratamientos de recuperación del hormigón afectado por la humedad y a la protección de paramentos para reducir o evitar la penetración de la misma.
Los tratamientos tradicionales de recuperación de hormigones pasa por diferentes fases, que son las siguientes:
6.1.APEADO DEL ELEMENTO
Por razones de seguridad, la operación de inicia con la descarga del componente a reparar.
6.2.
DEMOLICIÓN DEL HORMIGÓN Y DESCUBRIMIENTO DE LAS ARMADURAS
En segundo lugar se retira todo el hormigón deteriorado, a fin de cortar la continuidad del proceso de corrosión. Las armaduras han de dejarse al descubierto cuando la intervención incluye su
tratamiento.
TABLA V. Técnicas de demolición del hormigón carbonatado
La operación puede realizarse a nivel manual, mecánico o por proyección, con los procedimientos de tipo físico, químico y térmico. Conviene rematar la operación con un tratamiento de agua a presión para eliminar los áridos semi-desprendidos...
6.3.LIMPIEZA, REFUERZO Y PROTECCIÓN DE LAS ARMADURAS
Es necesario romper la continuidad del proceso de corrosión. Para ello se limpian las armaduras con un cepillo o chorro de arena hasta que aparece el brillo metálico. Si la sección de acero ha disminuido más de un 10% o es insuficiente para los nuevos esfuerzos, debe completarse con redondos adicionales solapados o soldados. Para evitar el inicio de un nuevo proceso de
FIGURA 16. Determinación de la resistencia de arranque.oxidación, se protege la armadura. Para ello se pinta con: a) una mezcla de cemento y polímeros líquidos, lo que obliga a rellenar posteriormente con un mortero hidráulico. b) Un recubrimiento epoxídico espolvoreado con arena de cuarzo (tamaño 0.4 a 0.7) para facilitar la posterior adherencia, si el relleno se coloca con la resina endurecida.
6.4.IMPRIMACIÓN
La adherencia necesaria entre el mortero de protección y el soporte se garantiza a través de una capa de imprimación aplicada directamente sobre el hormigón. Estos tratamientos se expresan en la siguiente tabla:
El mercado va a ofrecer diferentes tipos de morteros y productos en consecuencia:
1)Morteros hidráulicos poliméricos a base de resinas acrílicas. Sus características mecánicas son elevadas, aunque no tanto como los derivados de las epoxídicas. Sin embargo, su módulo de elasticidad y su coeficiente de dilatación son similares a los del hormigón.
2)Morteros de resinas epoxi. Frente a los agentes agresores son de características mecánicas y de comportamiento más elevados que los anteriores (más caros)
3)Morteros hidráulicos precofeccionados. De características inferiores a los citados, pero resulta más económico.
4) Morteros reforzados con fibra de vidrio. Mejoran sustancialmente los esfuerzos de tracción de los morteros convencionales, al tiempo que reducen la fisuración.
TABLA VI. Tratamientos de imprimación en las armaduras.
6.5.APLICACIÓN DEL RELLENO
Es la fase más importante el tratamiento, tanto en lo que se refiere a la elección del producto, como a la puesta en obra del mismo. La elección del producto dependerá de las peculiaridades de la obra. De acuerdo con estas y con las características de los producto disponibles, se decide el más idóneo
La puesta en obra es distinta según el tipo de mortero y espesor:
a)Los morteros hidráulicos poliméricos se colocan en capas sucesivas de 1 o 2 cm. Por otra parte han de curarse en ambiente húmedo durante las primeras 48 horas.
b)Los morteros de resinas epoxi que exigen superficies secas se colocan con paleta o proyectados según se trate de pequeñas o grandes capas de has 5cm.
c) De forma análoga se colocan los morteros hidráulicos convencionales aunque con superficie húmeda.
d)Los morteros armados con fibra de vidrio han de proyectarse, también sobre superficie húmeda.
6.4.TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Es importante tratar los paramentos vistos y en particular los situados en atmósferas industriales y contaminadas. En una primera clasificación , los tratamientos se pueden clasificar e la siguiente tabla: TABLA VIII. Los tratamientos de protección y sus aplicaciones
TABLA VII. Características de los productos de relleno.
7.PREVENCIONES EN LA EJECUCIÓN PARA LA LONGEVIDAD EN LA VIDA ÚTIL DEL HORMIGÓN.
[7]
Para que las instalaciones y estructuras realizadas con hormigón armado no se arruinen durante su vida útil, la nueva instrucción de la EHE ha modificado sustancialmente la importancia del concepto de la durabilidad en su capítulo VII. Durabilidad. Todas estas instrucciones van dirigidas a la aplicación durante la ejecución del hormigón armado, pretendiendo que de esta forma no se llegue a producir en él ningún futuro proceso patológico. Las prevenciones van a venir marcadas principalmente por los siguientes puntos, que son los principales considerados a la hora de la puesta en obra y elaboración del hormigón, siendo considerados como una terapéutica preventiva:
a)Justificar en la Memoria la clase de exposición y en los planos del tipo de ambiente.
b)Cuidar el diseño arquitectónico acorde a dicho ambiente.
c)Seleccionar las formas estructurales para reducir al máximo las superficies en contacto con el agua.
d)Elegir el tipo de hormigón adecuado a la durabilidad.
e)Adoptar los recubrimientos idóneos con el ambiente.
f)Controlar la amplitud de las fisuras.
g)Tomar precauciones respecto a la puesta en obra, el curado y el desencofrado.
8.CONCLUSIONES
Las características de carácter ambiental, son factores clave que deben ser considerados en el momento del diseño y construcción de la estructura de hormigón por lo cual es imperativo el cumplimiento de los códigos constructivos de cada país. Asimismo se enfatiza sobre los factores desencadenantes de la corrosión en el acero estructural, la inclusión de cloruros y la carbonatación, para finalmente mostrar los diferentes métodos que pueden ser aplicados con el objetivo de prevenir y controlar la corrosión del acero de refuerzo. Entre estos, la adición de materiales minerales tipo puzolanas como reemplazo parcial del cemento generalmente puede mejorar la resistencia a la penetración por cloruros, pero en pocos casos reduce el frente de carbonatación (todo ello en relación a la inclusión de agua en el hormigón, que es el objeto base de estudio del artículo).
A pesar de que muchas veces se intentan seguir los pasos de la norma con respecto a la fabricación de los elementos de hormigo armado, se puede fallar debido a múltiples factores. Por ello, en caso de fallo se debe buscar en cada caso el motivo del fallo y elegir la mejor técnica de subsanación en base a ella. Por lo que la elección final de la técnica o técnicas a aplicar en cada caso es en función del análisis del problema o falla presentada, el conocimiento del estado de la estructura y las facilidades técnicas y económicas de su implementación.
9.REFERENCIAS
[1]Colección Patología de la edificación Nº2 [2]Lesiones en el hormigón. Reparación. Protección [3]Enciclopedia broto de patologías de la construcción.
[4]Artículo de ASEFA: La corrosión de las armaduras en el hormigón armado.
[5]Patología de estructuras de hormigón armado. Apuntes del profesor: Juan Pérez Valcárcel. [6]Apuntes de Materiales de Construcción. ETSAM: Rosa Bustamante.
[7]EHE. Capítulo VII. Durabilidad. [8]Evolución del conocimiento del hormigón estructural hasta 1970 (trabajo de investigación tutelado. Alumno: Pamides Rahan. Ingenieria de canales y puertos)