Investigacion Patologias de Concreto

PATOLOGIAS DEL CONCRETO

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1 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE

“UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE”

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE METODOLOGÍA DE LA

INVESTIGACIÓN

Alumna:

Fernández Marcelo Geraldine Gisell

Profesor:

Ing. Gonzalo León de los Ríos

Curso:

TESIS II

Título del trabajo:

“TRABAJO DE INVESTIGACION DE PATOLOGIAS DEL

CONCRETO”

Ciclo:

VII


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PATOLOGIA DEL CONCRETO

La Patología del Concreto se define como el estudio sistemático de los procesos y

características de las “enfermedades” o los “defectos y daños” que puede sufrir el concreto,

sus causas, sus consecuencias y remedios. En resumen, en este trabajo se entiende por

Patología a aquella parte de la Durabilidad que se refiere a los signos, causas posibles y

diagnóstico del deterioro que experimentan las estructuras del concreto.

El concreto puede sufrir, durante su vida, defectos o daños que alteran su estructura interna y

comportamiento. Algunos pueden ser congénitos por estar presentes desde su concepción y/o

construcción; otros pueden haberlo atacado durante alguna etapa de su vida útil; y otros

pueden ser consecuencia de accidentes. Los síntomas que indican que se está produciendo

daño en la estructura incluyen manchas, cambios de color, hinchamientos, fisuras, pérdidas de

masa u otros. Para determinar sus causas es necesaria una investigación en la estructura, la

cual incluye:

Conocimiento previo, antecedentes e historial de la estructura, incluyendo cargas de

diseño, el microclima que la rodea, el diseño de ésta, la vida útil estimada, el proceso

constructivo, las condiciones actuales, el uso que recibe, la cronología de daños, etc.

Inspección visual que permita apreciar las condiciones reales de la estructura.

Auscultación de los elementos afectados, ya sea mediante mediciones de campo o

pruebas no destructivas.

Verificación de aspectos de la mezcla de concreto que pueden ser importantes en el

diagnóstico, tales como la consistencia empleada; tamaño máximo real del agregado

grueso empleado; contenido de aire; proceso de elaboración de los especímenes;


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procedimiento de determinación de las resistencias en compresión, flexión y tracción;

verificación de características especiales o adicionales, según requerimientos.

Conocimiento del diseño y cálculo de la estructura; los materiales empleados; las

prácticas constructivas; y los procedimientos de protección y curado; los cuales son

factores determinantes del comportamiento de la estructura en el tiempo

Conocimiento del tipo, cantidad y magnitud de los procesos de degradación de las

armaduras de refuerzo, los cuales determinan, a través del tiempo, la resistencia,

rigidez y permeabilidad de la estructura; recordando que sus condiciones

superficiales influyen, y todo ello se refleja en su seguridad, funcionalidad,

hermeticidad y apariencia; en suma en su comportamiento y vulnerabilidad.

Verificación que el acero de refuerzo cumpla con la resistencia requerida por el

Ingeniero Estructural de acuerdo con las especificaciones indicadas en los planos y

memoria de cálculo de las estructuras. Correspondiendo al Ingeniero Constructor y a

la Supervisión comprobar que se cumplan las Normas ASTM correspondientes.

Deben tomarse muestras representativas del acero de refuerzo, de acuerdo a Norma, con la

frecuencia y alcance indicados en las especificaciones de obra. Estas muestras deben ser

seleccionadas al azar y se definen como un conjunto de barras o rollos extraídos

aleatoriamente de un lote, del que se obtiene la información necesaria que permita apreciar

una o más de las características, de manera de facilitar la toma de decisiones sobre su empleo.

Una muestra se considerará como una fracción extraída de la barra o rollo con una longitud de

un metro para ser sometida al ensayo. Se recomienda que las muestras para los ensayos de

calidad de cada diámetro del acero empleado, deben estar conformadas cuanto menos por

cinco unidades de productos de características similares por cada 40 toneladas o cantidad

inferior; dos se emplearán en la ejecución de ensayos para evaluación de las propiedades

mecánicas (una para cada ensayo) y tres para efecto de los demás ensayos.


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De acuerdo con las especificaciones técnicas definidas por el Ingeniero Estructural, y con las

exigencias y tolerancias definidas en las Normas ASTM ó NTP, el certificado de calidad de las

propiedades y características de cada diámetro suministrado del acero de refuerzo, debe

contener como mínimo lo siguiente:

Nombre y dirección de la obra.

Fecha de recepción de las muestras y de realización de los ensayos.

Norma bajo la cual se fabricó el material y bajo la cual se efectúan los ensayos.

Peso por unidad de longitud de la barra, alambre, malla, o torón de refuerzo y su

conformidad con las variaciones permitidas y su diámetro nominal.

Características del corrugado, si lo hay.

Resultados el ensayo de tracción, incluyendo resistencia a la fluencia y resistencia

última, y porcentaje de alargamiento obtenido del ensayo.

Conformidad con la Norma de Fabricación.

Nombre y firma del responsable del ensayo y el Director del Laboratorio.

La importancia del ataque debido a procesos corrosivos justifica un tratamiento especial de

las causas y consecuencias del mismo, así como de su forma de control, lo que se verá en

detalle en el Capítulo correspondiente. El valor mínimo de recubrimiento con concreto para la

protección de las armaduras debe ser de por lo menos 35 mm. Para ello deben respetarse las

Normas que hacen referencia a los requisitos de recubrimiento del refuerzo convencional y de

tendones de refuerzo no adheridos. Una recomendación final muy importante es que cuando

se requiere protección del acero de refuerzo contra el fuego, los recubrimientos deben

incrementarse.


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PATOLOGIA DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

PATOLOGIA DE PAVIMENTOS FLEXIBLES PIEL DE COCODRILO

Descripción: Serie de grietas interconectadas en forma de tela de gallinero o piel de

cocodrilo, producida por la fatiga del pavimento

Posibles Causas: Causadas por la fatiga que sufren las capas asfálticas al ser sometidas a las

cargas repetidas del tránsito, pudiendo estar asociada al poco espesor, a la rigidez de la

carpeta entre otras.

Nivel de Severidad:

Baja: Grietas muy finas longitudinales y paralelas, con poca o ninguna interconexión

Media: Grietas más desarrolladas e interconectadas con una pequeña desintegración de los

bordes.

Alta: Las grietas se desarrollan de tal forma que muestran bloques (partículas) bien definidos

con fuerte desintegración de los bordes

Las grietas comienzan en el fondo de la capa y se propagan a la superficie, estas grietas

son consideras una falla estructural severa y generalmente vienen acompañadas de

ahuellamientos si la base y la sub base son débiles

Reparación: Sellado superficial. En caso de presentar severidad alta se debe sustituir la

carpeta asfáltica realizando un bacheo profundo.


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GRIETAS LONGITUDINALES

Descripción: Grietas formadas en la dirección longitudinal de la vía

Posibles Causas: Construcción defectuosa en las juntas de construcción, dilatación y

contracción en la mezcla asfáltica por cambios extremos de temperatura, reflexión de grietas

provenientes del interior de la capa asfáltica.

Nivel de Severidad:

Baja: Grietas sin sellar de ancho inferior a 10mm, grietas selladas de cualquier ancho Media:

Grietas sin sellar de ancho entre (10mm y 76mm), grietas sin sellar hasta 76mm con grietas

finas adyacentes, grietas selladas de cualquier ancho con grietas finas adyacentes.

Alta: Grietas selladas o sin sellar con grietas adyacentes de media y/o alta severidad, grietas

sin sellar de más de 76mm de ancho, grietas de cualquier ancho en las que varios centímetros

del pavimento adyacente está severamente dañado. (Manual PCI) de severidad media a alta es

posible el paso del agua a la base y sub base ocasionando migración de finos y una

consecuente pérdida de capacidad de soporte.

Preparación: En severidades baja y media limpiar con aire comprimido y sellar con cemento

asfáltico. En severidades altas evaluar las capas inferiores.


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PERDIDA DE FLEXIBILIDAD DE LA CAPA DE RODAMIENTO POR INCENDIO EN SU

SUPERFICIE

Descripción: Exposición del agregado, adhesión del material incinerado en la carpeta,

aumento de la rigidez de la mezcla.

Posibles Causas: Quema de cauchos, quema de Vehículos, quema de combustibles, quema de

basuras.

Nivel de Severidad: Se definen tres niveles de severidad ( Bajo, Media, Alto) en función del

área afecta (m 2 )

Baja: Menor de 1 m 2

Media: De 1 a 5 m 2

Alta: Mayor de 5 m 2

Este efecto genera perdida de flexibilidad ( la carpeta se vuelve frágil), además se

produce disgregación

Reparación: Tratamiento superficial para severidades medias y bajas. En severidades altas y

de acuerdo a la intensidad de la afectación se debe escarificar y reponer la carpeta.


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PATOLOGIAS EN PAVIMENTOS RIGIDOS

Los deterioros y patologías observados en este tipo de pavimentos, son similares a los

producidos en pavimentos flexibles, aunque se producen de diferente manera y sus efectos

son distintos, debido al diferente comportamiento mecánico de ambos grupos. Para su

clasificación seguiremos la tabla siguiente.

DEFORMACIONES:

Este tipo de patologías afectan a la nivelación geométrica del pavimento, pudiéndose producir

discontinuidades en las losas que provoquen su deterioro a largo plazo. Las más frecuentes

son:

ESCALONAMIENTO:

Se da cuando un borde en una junta aparece hundido y el otro levantado, y normalmente está

producido por un asiento diferencial de la explanada o debido a la acción del tráfico en losas

agrietadas o con juntas sin pasadores.

ASIENTO:

Descenso de la superficie de la carretera, está causado por la deformación permanente de la

explanada debido a una compactación insuficiente, acción del hielo o variaciones en el

contenido de humedad.


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ROTURAS:

Dentro de esta clase de patologías se encuentran aquellas que producen la aparición de

discontinuidades superficiales y profundas en la losa del pavimento, e incluso su colapso.

Entre ellas tenemos.

GRIETA LONGITUDINAL

Línea de rotura paralela al eje de la calzada, ocasionada por alguna de estas causas:

* Falta de junta longitudinal

* Anchura excesiva de la losa

* Asiento lateral de la losa


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GRIETA TRANSVERSAL:

Se trata de una línea de rotura perpendicular al eje de la calzada. Su aparición viene motivada

por.

* Junta de contracción cerrada demasiado tarde

* Longitud excesiva de la losa o espesor insuficiente de la losa.

* Fenómenos de retracción térmica.

ROTURA DE ESQUINA

Grieta que se produce oblicuamente en la losa, entre juntas transversal y longitudinal. Se

produce normalmente por una falta de apoyo de la losa o la existencia de sobrecargas en las

esquinas.


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PATOLOGÍAS EN PUENTES

Las grandes estructuras, que se encuentran bajo la jurisdicción de la Administración Pública,

requieren, para su mantenimiento, de una planificación cuidada para su correcta

conservación.

En el caso de los Puentes, pueden estar construidos de diferentes materiales, de manera que

estas estructuras pueden ser:

Puentes de Fábrica

Puentes de Hormigón

Puentes Metálicos

Puentes Mixtos (p. ej.: acero y hormigón)

El uso continuo de estos puentes, los factores climáticos, los movimientos de asentamiento,

movimientos sísmicos y la antigüedad de sus estructuras, son causantes de patologías que

aparecen a lo largo del tiempo; por ello, requieren de un mantenimiento periódico

programado para conservarlas en buen estado y cumplir así con la función para la cual han

sido construidas.

1.- CAUSAS DE PATOLOGÍAS EN PUENTES

Grietas y Fisuras

Las causas que originan las grietas y fisuras en puentes son:

Incremento de cargas.

Materiales de mala calidad.

Inestabilidad elástica (Pandeo)

Hormigón mal vibrado y mal curado.

Hormigonado durante temperaturas ambiente extremas.

Deslizamiento del terreno.

Fallos en las cimentaciones.

Temperaturas extremas.

Enraizamiento de árboles y arbustos.

Deterioros en Hormigón y Fábricas.

Estos deterioros en pueden aparecer en forma de coqueras, desprendimientos, nidos de grava,

etc.

Sus causas pueden ser:

Ausencia o pérdida de recubrimiento en las armaduras.

Impermeabilización incorrecta o faltante.


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Ejecución de hormigonado con temperaturas ambientes extremas.

Vibrado insuficiente del hormigón.

Mala calidad del hormigón.

Lavado de juntas entre ladrillos por filtraciones.

Contaminación de áridos.

Depósitos de sales de deshielos.

Efectos por presencias de microorganismos.

Cimentaciones Socavadas

Existen diversos factores que pueden socavar los cimientos de los puentes:

Cimientos inadecuados.

Ausencia de soleras necesarias.

Acción continua del agua.

Inundaciones, riadas.

Incorrecta ubicación de los cimientos en cauces.

Pilas Erosionadas

Las pilas de los puentes pueden verse afectadas por:

Ausencia de tajamares (tajamar: construcción curva agregada a las pilas del puente

para dividir la corriente del río) necesarios.

Acción continua del agua.


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Muros y Estribos con Deslizamientos o Cabeceos

Los muros y estribos de los puentes pueden sufrir deslizamientos o cabeceos originados en:

Soluciones estructurales mal ejecutadas: Juntas, empotramientos, apoyos, etc.

Incremento notable de cargas.

Enraizamiento de árboles.

Terreno mal compactado.

Riadas, acción del agua.

Deslizamientos de tierra.

Fallos en los Apoyos

Los apoyos de un puente pueden verse afectados por las siguientes causas:

Dimensionamiento incorrecto de los apoyos.

Exceso o falta de reacción vertical.

Fallos en las Juntas

Dimensionamiento incorrecto de las juntas del puente.

Impactos de las máquinas quitanieve.

Desgaste o ausencia del material de la junta.

Estructuras Metálicas Oxidadas

Las estructuras metálicas de los puentes pueden sufrir los efectos de la oxidación originados

en:

Acción erosiva continua por fenómenos climáticos.

Deformaciones por impactos o por el ataque de óxido.

Ausencia de protección sobre las superficies metálicas.


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Deterioros

Por impactos producidos por el tráfico: en bordillos, barandillas, aceras, defensas,

pretiles, etc.

Por impactos en las vigas debido a la falta de gálibo (altura de paso en túneles y

puentes).

Por desgaste y envejecimiento.

Por falta de mantenimiento.

PATOLOGIA EN COLUMNAS Y VIGAS

Los tipos de falla más importantes que se han registrado en estructuras de concreto armado,

han surgido con la ocurrencia de eventos sísmicos en distintas localidades del mundo. Para

entender el comportamiento sísmico de las estructuras, es necesario identificar las

características que han conducido a las fallas y a los buenos comportamientos estructurales,

así como también es importante el análisis de los distintos tipos de daños y de las causas que

los han originado.

Por lo general las fallas presentadas en las edificaciones durante eventos sísmicos, se originan

producto de los defectos en el diseño y configuración estructural, así como en los errores

durante la construcción de la obra y el empleo de materiales inapropiados para la edificación.

Los principales daños estructurales que ocurren durante un sismo, pueden deberse a:


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1. Vigas y columnas con grandes esfuerzos de cortante y de tensión:

Las edificaciones deben contar con una capacidad de deformación suficiente para soportar las

fuerzas sísmicas, sin que esto afecte su resistencia.

Cuando la edificación presenta una respuesta sísmica dúctil, es capaz de soportar elevadas

deformaciones.

El acero proporciona ductilidad a la estructura. Se debe colocar el acero transversal (estribos)

necesario y estrechamente separado, ya que los estribos sirven para mantener confinado al

concreto, y cuando éstos son insuficientes el concreto se desconcha, se astilla, y el

acero longitudinal se pandea, ocasionando la inestabilidad de la estructura.

Este tipo de fallas ocurren por la gran concentración de esfuerzos originados por las

distintas cargas y fuerzas que induce el sismo.

Las fuerzas cortantes impuestas por los sismos, originan fallas por tensión diagonal.

La manifestación típica es la formación de grietas inclinadas, en ángulos de

aproximadamente 45°.

Cuando no hay suficiente acero transversal, o éste se encuentra muy separado, el

concreto no tiene el confinamiento necesario y hay muy poca resistencia a la tensión

diagonal.


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Típica falla por fuerzas sísmicas en columnas.

Colapso de las columnas, debido a la ausencia de estribos.

Las vigas también pueden fallar por tensión diagonal provocada por las fuerzas

sísmicas.


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2. Falla causada por entrepisos que no poseen adecuada resistencia al

corte:

El colapso de los edificios se debe generalmente a la poca resistencia que

tienen las columnas para resistir cargas laterales.

Las columnas deben tener un área transversal suficiente que les permitan

resistir las fuerzas cortantes inducidas por los sismos.

3. Conexiones viga-columna con falla de adherencia:

En las conexiones entre los distintos elementos estructurales, se originan

condiciones complejas y elevadas concentraciones de esfuerzos, que conducen

a numerosos casos de falla.

Las conexiones pueden fallar por la escasez de anclajes de refuerzo entre las

columnas y las vigas.


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PATOLOGIA EN OBRAS DE ALBAÑILERÍA EN VIVIENDAS

La retracción de los morteros, la heterogeneidad de los materiales y la flexión de los

forjados son las tres causas principales del agrietamiento de paredes y fachadas.

La grieta horizontal afecta a menudo a los cerramientos de las viviendas

individuales.

La pared exterior de una vivienda unifamiliar puede cumplir dos funciones

1. La función de carga. En ella se apoyan los forjados y la cubierta. Debe comprobarse la

resistencia del muro, para asegurarse que las cargas transmitidas no sobrepasen la capacidad

de compresión de los bloques o de los ladrillos, respetando además un coeficiente de

seguridad.

2. La función de cerramiento, que desempeña la fábrica frente a las diversas agresiones

Climáticas:

· Frente a la lluvia, cuya penetración puede evitarse gracias al grosor y a la buena ejecución de

la obra de albañilería, pero también gracias a la correcta aplicación del revestimiento. Lo que

garantiza la impermeabilidad es el conjunto pared-revestimiento.

· Pero también los cambios de temperatura estacionales. La fábrica construida se

complementa con paneles aislantes, colocados normalmente en su lado interno.


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Las tres categorías de grietas estructurales que vamos a estudiar en esta ficha son:

Las fisuras por la retracción “diferencial” de los materiales que contiene la

fábrica. (Fisuras1)

Las fisuras provocadas por cambios de temperaturas y humedad. (Fisuras 2)

Las fisuras debidas a la flexión del forjado. (Fisuras 3)

Origen

FISURAS 1

- La contracción de los morteros y hormigones de cemento es un fenómeno de

retracción del material provocado por la pérdida de una parte de su agua de

fabricación (por su secado y evaporación). Se manifiesta muy rápidamente y con una

intensidad tanto mayor cuanto más excesivo haya sido el volumen de agua utilizado

respecto del que era necesario para el fraguado de dicho mortero o de dicho

hormigón. Pueden entonces aparecer grietas por el contacto de dos elementos de

edades diferentes, como son los bloques y las juntas de montaje, principalmente

cuando el mortero que los constituye es extendido en momentos de clima muy seco,

sin que se hayan humedecido los bloques simultáneamente antes de su colocación.

FISURAS 2

- Las variaciones de temperatura o de humedad, por su parte, pueden afectar a la

pared de distintas formas:

a. Cuando el cerramiento está formado por materiales heterogéneos, por ejemplo:

ladrillos y dinteles/armadura metálica de hormigón armado. El comportamiento

diferente de estos materiales puede provocar fisuras en sus juntas.

b. Por otra parte, se sabe que estos materiales presentan, como consecuencia de los

cambios de temperatura, variaciones dimensionales nada despreciables (dilatación en

verano, contracción en invierno). De este modo, un cerramiento, con varios metros de

longitud, tiende a contraerse varios milímetros en épocas de frío. Pero, debido a su

unión rígida con el resto del edificio, sufre tensiones de tracción que son susceptibles

de provocar grietas verticales.

FISURAS 3

Los forjados de la vivienda unifamiliar, suele estar formado por viguetas

prefabricadas, de hormigón armado o pretensado, con función de carga en un solo

sentido, y cuya longitud puede llegar a los 5 metros o más. Un forjado de estas


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características puede sufrir una ligera deformación a flexión en su parte central. Esta

circunstancia no compromete su estabilidad, pero puede ir acompañada de un giro del

apoyo sobre el muro de fachada y de un levantamiento del borde del forjado. Esto

genera una grieta horizontal bajo su apoyo. Este defecto también puede afectar a los

ángulos del techo realizados con losas de hormigón armado, si el encuentro de las

paredes no ha sido reforzado con una armadura metálica vertical, mediante bloques

cuyos ángulos hayan sido especialmente perforados con tal fin. La mayoría de estas

grietas atraviesan la pared y llegan hasta el revestimiento, por lo que, a priori, son de

carácter filtrante; pero puede evitarse que aparezcan señales de humedad en la cara

interna del muro de fachada colocando una cámara de aire entre el cerramiento y el

trasdosado, capaz de evacuar el agua filtrada. En resumen, existen numerosos factores

que provocan el agrietamiento de las obras de albañilería de las viviendas

unifamiliares, y los más habituales están estrechamente vinculados a las condiciones

climáticas medioambientales.

BIBLIOGRAFÍA

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http://es.scribd.com/doc/142783641/Fisuras-y-Grietas-en-Un-Canal-Abierto

http://www.slideshare.net/CarlosRivera2000/patologa-pavimentos-3839158

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