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INTRODUCCIN

El presente trabajo tiene como objetivo mostrar la importancia del estudio de la durabilidad de las

estructuras civiles y los conceptos generales para aplicar el procedimiento de deteccin, tratamiento

y prevencin de patologas.

Los conceptos que se incluyen son los de Durabilidad y Patologa Estructural. Adems, se clasiican

las patologas seg!n la etapa del proyecto en que se producen "dise#o, construccin y operacin$ y

seg!n el origen del agente causante "e%terno o interno a la composicin del concreto.

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CONCEPTOS GENERALES

&. D'(A)*L*DAD

La durabilidad del concreto estructural se deine como su capacidad para resistir las

diversas acciones producidas por el medio que lo rodea. Estas acciones pueden ser

producidas por condiciones climticas, ataques qumicos, biolgicos, por abrasin y atiga,

entre otros.

El desempe#o y la durabilidad de una estructura, dependen bsicamente de los siguientes

actores+

Dise#o y clculo estructuraleleccin de la geometra o la orma correcta del elemento y de la adecuada cantidad y

posicin del acero de reuer-o, para cumplir con los requerimientos de resistencia, tanto

para las cargas de dise#o, como para las condiciones ambientales y de servicio. ateriales

Escogencia del concreto, del acero de reuer-o, los aditivos, las adiciones del cemento y

productos de proteccin supericial como los polim/ricos y ep%icos "resinas$ que deben

cumplir con los estndares de calidad y con los requisitos de aplicacin Prctica constructiva

'so de mano de obra caliicada y adecuados procesos constructivos de curado, de

proteccin del concreto y de control de calidad. 0peracin

1umplimiento de un plan de mantenimiento preventivo dependiendo de las condiciones de

servicio a las que se encuentra sometida el sistema estructural.

2. PA30L045A E3('13'(AL 1A)*A( PA30L04*A P0( DE3E(*0D0

La Patologa Estructural se deine como la disciplina de la *ngeniera 6orense que detecta,

trata y previene las patologas o da#os que se presentan o se podran presentar en los

sistemas de concreto.

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En las estructuras en servicio, el estudio comien-a con la deteccin de las causas y

consecuencias del deterioro "diagnstico$, luego se reali-a un dise#o correctivo tomando en

cuenta los requisitos de durabilidad y por !ltimo se establecen los procesos de reparacin,

control de calidad y mantenimiento de la reparacin.

En el caso de estructuras nuevas, la Patologa Estructural establece recomendaciones y

especiicaciones de dise#o preventivo por durabilidad, control de calidad durante el proceso

constructivo y proteccin de los elementos despu/s de construidos.

7. PA30L045A DEL 1081(E30 E3('13'(AL

7.& PA30L04*A P0( E3APA DEL P(09E130

Las patologas que sure una estructura de concreto se pueden clasiicar seg!n la etapa

del proyecto en donde se originan, seg!n se ilustra en la igura siguiente.

7.&.& PA30L04*A D'(A83E E3APA DEL D*E:0

El dise#o de cualquier estructura, no slo debe contemplar las consideraciones

mecnicas de resistencia, sino tambi/n las condiciones ambientales que rodean

a la estructura.

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Entre las principales ra-ones patolgicas en esta etapa de dise#o son las

siguientes+

Dejar de considerar las condiciones ambientales y de servicio que soportar

la estructura. 0mitir detalles claros y especicos en los planos constructivos sobre

aspectos crticos de durabilidad, como los recubrimientos y la distribucin

del acero de reuer-o. Dimensionar inadecuadamente los elementos, con una deiciente

distribucin del acero de reuer-o, recubrimientos insuicientes y no revisar

las deormaciones del modelo estructural.

7.&.2 PA30L045A D'(A83E LA E3APA DE 1083('11*;8

El proceso constructivo debe generar un producto totalmente apegado a los

planos y a las especiicaciones de dise#o. Las obras tienen un tiempo deinido

para ejecutarse, por lo que los m/todos constructivos

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7.&.7 PA30L045A D'(A83E EL PE(*0D0 DE 0PE(A1*;8.

El comportamiento y desempe#o de una estructura durante su vida !til,

depende de los procesos de dise#o, eleccin de materiales y de la construccin.

Este perodo de vida !til puede verse disminuido signiicativamente por las

condiciones en las que opere la inraestructura.

Cambio de uso o abuso de la estructura

e incrementan los requerimientos de resistencia por el aumento en las

cargas de servicio, las vibraciones, los impactos y los cambios de

coniguracin estructural por remodelaciones sin control= adems por otro

lado se producen cambios en las condiciones ambientales o de e%posicin

de los elementos. Los cambios que son provocados por la accin del

usuario y administrador del inmueble, traen consigo deterioros irreversibles

en la estructura, ya que imponen condiciones que no ueron tomadas en

cuenta en el dise#o. Desastres naturales o accidentes

Los desastres que provocan ms da#o a una obra civil se encuentran

incendios, e%plosiones, c

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la estructura, pueden ocurrir procesos de deterioro de carcter qumico, mecnico,

sico y biolgico.

Los deterioros del concreto, pueden ser causados por agentes e%ternos al material y por

agentes internos. En la igura siguiente se observa la clasiicacin de las patologas

seg!n el origen del agente causante.

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7.2.& A4E83E E?3E(80

&. @'**10

El principal eecto provocado por los agentes qumicos en contacto con el

concreto endurecido, es la desintegracin de la pasta del cemento. La

reaccin entre la solucin agresiva y la pasta puede generar productos

solubles o insolubles e%pansivos.

Las reacciones por agentes qumicos traen consigo el descenso del p, o

sea la p/rdida de alcalinidad de la pasta del cemento, lo que reduce la

capacidad del concreto para proteger el acero de reuer-o de la corrosin.

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Entre los agentes qumicos que deterioran el concreto se encuentran+ el

ataque de cidos, la corrosin, el ataque de sulatos y la carbonatacin.

a$ Ataque cido.B El concreto es un material silicoBcalcreo, con un uerte

carcter bsico, cuyo p< alcan-a valores de &7 lo cual lo

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b$ 1orrosin del acero de reuer-o.B El concreto le orece proteccin

contra la corrosin al acero de reuer-o, ya que el o%geno presente

dentro del concreto orma una pelcula de %ido en las barras, que

constituye una capa pasiva que impide una corrosin prounda.

Adems, el carcter bsico y la resistencia el/ctrica del concreto que

recubre el acero evitan la penetracin de agentes agresivos.

La principal causa de la corrosin del acero de reuer-o es la

disminucin de la alcalinidad del concreto que se encuentra e%puesto a

sustancias agresivas del medio ambiente como los cloruros "agua de

mar, des

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c$ Ataque de sulatos.B La combinacin de los sulatos con el

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d$ 1arbonatacin.B La carbonatacin, se debe a la penetracin del di%ido

de carbono 102 de la atmsera o del suelo, dentro de los poros del

concreto endurecido.

e da una contraccin adicional en la supericie del concreto, por la

disminucin del volumen de la pasta de cemento, induciendo el

agrietamiento y acilitando el ingreso de sustancias agresivas.

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2. E1A8*10

Las acciones mecnicas se deben principalmente a

sobrecargas, deformaciones, impactos o vibraciones, que no

fueron contempladas en su diseo. Algunas de estas

solicitaciones imprevistas, tienen su origen en un cambio de

uso en la obra, un accidente o desastre natural.

Se debe tener en cuenta, que el concreto ofrece una alta

resistencia a la compresin, pero una pobre resistencia a la

tensin, por lo que los elementos estructurales se refuerzan

con barras de acero, que toman los esfuerzos de tensin

provocados por el cortante, la exin la torsin. !n los

"ltimos aos, se #an fabricado concretos micro reforzados

con $bras de polipropileno o metlicas, para evitar las

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grietas en las zonas de esfuerzos de tensin en concreto

plstico endurecido.

a$ obrecargas.B Al superarse la capacidad resistente del material que

constituye el elemento estructural, por la accin de sobrecargas

provocadas por eventos imprevistos en el dise#o "cambios en las

solicitaciones, sismos, vientos, inundaciones, desli-amientos y

e%plosiones$= se produce deiciencia estructural que se maniiesta por

grietas y dele%iones e%cesivas.

Longitudinales

Pun-onamiento

1omprensin

1i-alladura

7. 6**10

Las acciones f%sicas que experimenta el concreto,

espec%$camente los cambios de #umedad temperatura,

presentan como principal manifestacin los cambios

volum&tricos que provocan $suras o agrietamientos. !stas

$suras afectan la masa, el peso unitario, la porosidad, la

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permeabilidad por consiguiente la resistencia del

elemento estructural.

a$ 6isuras por cambio de

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7.2.2 A4E83E *83E(80

&. )!A**+- L*AL+ / A0)!0A'1 2)AA3

!l norteamericano 4#omas Stanton, demostr que ciertos

agregados reaccionaban internamente con la pasta de

cemento, provocando degradacin, expansin

agrietamiento de los elementos de concreto. Se estableci

que el fenmeno se da en cementos con altos contenidos delcalis 2xidos de sodio potasio3, por lo que se le dio el

nombre de lcali / agregado.

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2. 60(A1*08 DE E3(*84*3A D*6E(*DA "6ED$.

La 5!' provoca una expansin severa cuando el concreto

est endurecido, que genera un agrietamiento alrededor de

los agregados. La principal manifestacin de la 5!' son

grietas en forma de mapa en la super$cie del elemento

estructural.

'urante el proceso de #idratacin del concreto es normal

que se presente la formacin de etringita 2sulfoaluminato de

calcio3, la cual genera expansin en el estado plstico del

concreto.

La temperatura del concreto excede los 67 8* durante el

colado !l elemento de concreto es masivo 2muros, pilas losas de

puentes3 9tilizacin de cemento con alto contenido alcalino 2S1

lcali / S%lice. lcali /

*arbonato.

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Las condiciones de temperatura #umedad ambiental

elevada !mplear agregados contaminados con piritas que poseen

contenidos elevados de sulfatos

a$ 1ontraccin por secado.

La contraccin por secado, se conoce como retraccin

#idrulica consiste en la disminucin de volumen del

concreto endurecido, cuando la maor parte del agua

evaporable de la mezcla se libera. La contraccin de un

concreto normal, var%a entre 7,: 7,; mm por metro lineal.

La evaporacin depende de factores externos al concreto,

tales como< la velocidad del viento, la temperatura la

#umedad del ambiente= tambi&n de las condiciones de

curado. Sin embargo, tambi&n depende de factores propios

de la composicin del concreto, tales como