INGENIERÍA CIVIL - IX CICLO

CURSO DE PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS – II

TEMA: “PATOLOGÍAS EN EL CONCRETO”

CATEDRÁTICO: Ing. Pastor Chang.

ALUMNO: Romero Mendoza Dionicio Vidal

2014

CONCEPTOS BÁSICOS

EL CONCRETO

El concreto es un conglomerado pétreo artificial, que se prepara mezclando una pasta de cemento y agua, con arena y piedra triturada, grava, u otro material inerte.

La sustancia químicamente activa de la mezcla es el cemento, que se une física y químicamente con el agua y, al endurecerse, liga los agregados, para formar una masa sólida semejante a una piedra.

TIPOS DE CONCRETO (NORMA E.060)

Concreto Simple: Concreto que no tiene armadura de refuerzo o que latiene en una cantidad menor que el mínimo porcentaje especificado para el concreto armado Concreto Armado: Concreto que tiene armadura de refuerzo en una cantidad

igual o mayor que la requerida en esta Norma y en el que ambos materiales actúan juntos para resistir esfuerzos.

Concreto de Peso Normal: Es un concreto que tiene un peso aproximado de 2300kg/m3

Concreto Prefabricado: Elementos de concreto simple o armado fabricados en una ubicación diferente a su posición final en la estructura.

Concreto Ciclópeo: Es el concreto simple en cuya masa se incorporan grandes piedras o bloques y que no contiene armadura.

Concreto de Cascote: Es el constituido por cemento, agregado fino, cascote de ladrillo y agua.

Concreto Premezclado: Es el concreto que se dosifica en planta, que puede ser mezclado en la misma o en camiones mezcladores y que es transportado a obra. NORMA ITINTEC 339.047.

Concreto Bombeado: Concreto que es impulsado por bombeo a través de tuberías hacia su ubicación final.

Comportamiento y Características del Concreto

El conglomerante puede ser cualquiera, pero cuando nos referimos a concreto, generalmente es un cemento artificial, y entre estos últimos, el más importante y habitual es el cemento portland. Los áridos proceden de la desintegración o trituración, natural o artificial de rocas y, según la naturaleza de las mismas, reciben el nombre de áridos silíceos, calizos, graníticos, etc.

La principal característica estructural del concreto es resistir muy bien los esfuerzos de compresión. Sin embargo, tanto su resistencia a tracción como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por tracción o cortante sean muy bajas. Para determinar la resistencia se preparan ensayos mecánicos (ensayos de rotura) sobre probetas de hormigón

DEL CONCRETO FRESCO. DEL CONCRETO ENDURECIDO

a) Trabajabilidad: Esta definida por la mayor o menor dificultad para el mezclado, transporte, colocación y compactación del concreto. Comprende:

Estabilidad Compactibilidad Movilidadb) Segregación: Las diferencia de densidades entre los componentes produce que el agregado grueso quede suspendido e inmerso en la matriz.

c) Exudación: Propiedad por la cual una parte del agua de mezcla se separa de la masa y sube hacia la superficie del concreto.

d) Contracción: Es una de las propiedades mas importantes en función de los problemas de fisuración que acarrea con frecuencia.

a) Elasticidad: Es la capacidad del concreto de deformarse bajo carga

b) Resistencia: Es la capacidad de soportar cargas y esfuerzos.

c) Extensibilidad: Es la propiedad del concreto de deformarse sin agrietarse.

PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO

FACTORES QUE AFECTAN LA DURABILIDAD DEL CONCRETO CONTROL DE LA

DURABILIDAD

Congelamiento y deshielo y su mecanismo.

Ambiente químicamente agresivo.

Abrasión.

Corrosión de metales en el concreto.

Reacción químicas en los agregados.

Aditivos. Curado. Diseños de mezcla. Cementos resistentes a los

sulfatos como los Tipo II, Tipo V.

La manera más directa consiste en evitar el construir en ambiente agresivo, pero esto no siempre puede llevarse a cabo.

PATOLOGÍAS DEL CONCRETO

EFECTO DE SUSTANCIA QUÍMICAS EN EL CONCRETO

VELOCIDAD DE

ATAQUE A

TEMPERATURA

AMBIENTE

ACIDOS INORGANICOS ACIDOS ORGANICOS SOLUCIONES ALCALINAS SOLUCIONES SALINAS

Rápida

Clorhídrico

Fluorhídrico

Nítrico

Sulfúrico

Acético

Fórmico

Láctico

--- Cloruro de Aluminio

Moderada Fosfórico Tánico Hidróxido de Sodio >20 %

Nitrato de Amonio

Sulfato de Amonio

Sulfato de sodio

Sulfato de Magnesio

Sulfato de Calcio

Lenta Carbónico ---Hidróxido de Sodio 10 a 20 %

Hipoclorito de Sodio

Cloruro de Amonio

Cloruro de Magnesio

Cloruro de Sodio

Insignificante ---Oxálico

Tartárico

Hidróxido de Sodio >10 %

Hidróxido de Amonio

Cloruro de Calcio

Cloruro de Sodio

Nitrato de Zinc

Cromato de sodio

En este sentido hay que tener perfectamente claro el concepto de que los cloruros no tienen acción perjudicial directa sobre el concreto sino es a través de su participación en el mecanismo de la corrosión de metales embebidos en el concreto, produciéndose compuestos de hierro que al expandirse rompen la estructura de la pasta y agregados.

REQUISITOS PARA CONCRETO EXPUESTO A SOLUCIONES CON

SULFATOS

REQUISITOS PARA CONCRETO EXPUESTO A SOLUCIONES CON SULFATOS

TIPO DE EXPOSICIÓN A

LOS SULFATOS

SULFATOS

SOLUBLES EN AGUA

(SO4) PRESENTES EN

SUELOS (% EN PESO)

SULFATOS (SO4) EN

AGUA

(p.p.m.)

TIPO DE CEMENTO

RECOMENDADO

RELACIÓN

AGUA/CEMENTO

RECOMENDADA

(CONCRETO NORMAL)

f´c

MÍNIMO

(kg/cm2)

DESPRECIABLE 0 a 0.10 0 a 150 - - -

MODERADA 0.10 a 0.20 150 a 1500II, IP (MS), IS (MS), I

(PM)(MS), I (SM)(MS)0.50 280

SEVERA 0.20 a 2.00 1,500 a 10,000 V 0.45 315

MUY SEVERA Sobre 2.00 Sobre 10,000 V + PUZOLANA 0.45 315

MECANISMO DE LA CORROSIÓN

. En las Fig. 12.2 y 12.3 (Ref. 12.14) se establece el esquema de la celda electroquímica en le caso del acero de refuerzo, y el mecanismo de acción sobre el concreto.

CONTENIDO MÁXIMO DE ION CLORURO PARA PREVENIR CORROSIÓN

CONTENIDO MÁXIMO DE ION CLORURO PARA PREVENIR CORROSIÓN

TIPO DE ELEMENTOCONTENIDO MÁXIMO DE ION CLORURO EN CONCRTO (% EN PESO DEL

CEMENTO)

CONCRETO PRETENSADO 0.06

CONCRETO ARMADO EXPUESTO A CLORUROS 0.15

CONCRTO ARMADO PROTEGIDO DE LA HUMEDAD 1.00

OTRO TIPO DE CONCRETO 0.30

RELACIONES AGUA/CEMENTO MÁXIMAS PARA CONDICIONES

ESPECIALES DE EXPOSICIÓN

RELACIONES AGUA/CEMENTO MÁXIMAS PARA CONDICIONES ESPECIALES DE EXPOSICIÓN

CONDICION DE EXPOSICIÓNRELACIÓN AGUA/CEMENTO MÁXIMA

(CONCRETO NORMAL)

f´c MINIMO (CONCRETO NORMAL Y

LIGERO)

(kg/cm2)

CONCRETO CON BAJA PERMEABILIDAD AL

AGUA0.50 280

CONCRETO EXPUESTO A HIELO Y DESHIELO

EN CONDICION HUMEDA1.00 315

PARA PREVENIR CORROSIÓN EN CONCRETO

EXPUESTO A SALES PARA DISOLVER HIELO0.40 350

OTROS FENOMENOS A CONSIDERAR EN EL CONCRETO

DECOLORACIÓN EN LA SUPERFICIE DE CONCRETO

¿QUÉ es la decoloración?Es la falta de uniformidad en el color o en el matiz de la superficie de un solo vaciado de concreto.

• ¿POR QUÉ ocurre la decoloración? El uso no adecuado de aditivos, el tiempo insuficiente de mezclado y el desarrollo de las operaciones de acabado en un momento no recomendado, pueden provocar este efecto.

• ¿CÓMO prevenir la decoloración?Minimizando o eliminando la utilización de cementos con elevado contenido de álcalis.

¿CÓMO remover la decoloración? puede ser reducida mediante el lavado repetido con agua caliente y cepillo.

FORMACIÓN DE AMPOLLAS EN EL CONCRETO

• ¿QUÉ es formación de ampollas en el concreto?

Las ampollas son protuberancias huecas de bajo perfil en la superficie del concreto.

• ¿POR QUÉ se forman las ampollas? Se pueden formar en la superficie del concreto fresco cuando vacíos de aire o el agua de exudación ascienden en los concretos plásticos y son atrapados bajo la superficie que ha sido sellada prematuramente durante el allanado.

• ¿CÓMO se evitan las ampollas? No selle la superficie antes de que el aire y el agua de exudación (sangrado) hayan escapado.Evite los endurecedores superficiales en polvo en los concretos con aire incorporado.Proteja la superficie para evitar la evaporación o que ésta se seque.No utilice vibración excesiva en concretos con asentamiento (revenimiento) de 5 pulgadas (125-mm) o más.

AGRIETAMIENTO POR CONTRACCIÓNPLÁSTICA

• ¿QUÉ es el agrietamiento por

contracción plástica?

Las grietas (fisuras) por contracción (retracción) plástica se forman en la superficie del concreto fresco inmediatamente después de su vaciado (vertido, colado) y mientras permanece en estado plástico. • ¿POR QUÉ ocurre el agrietamiento por contracción plástica? Las grietas por contracción plástica son causadas por una rápida pérdida de agua de la superficie del concreto antes de que éste haya fraguado. • ¿CÓMO minimizar el agrietamiento por contracción plástica? Humedezca la sub-base y los encofrados cuando existan condiciones para altas tasas de evaporación.Prevea una excesiva evaporación de humedad de la superficie, mediante la utilización de atomizadores de agua y levantando barreras contra el viento.Cubra el concreto con mantas húmedas o láminas de polietileno entre las operaciones de acabado.Utilice un concreto más frío en clima caliente y evite las temperaturas del concreto excesivamente altas en clima frío.Cure adecuadamente el concreto tan pronto como el acabado se haya completado.

PULVERIZACIÓN SUPERFICIAL DEL CONCRETO

¿QUE ES la pulverización o entizado?La formación de polvo debido a la desintegración de la superficie del concreto y sus principales características son: Producen polvo bajo cualquier tipo de tráfico.Pueden ser fácilmente raspadas con una uña e incluso se pueden deshacer.

• ¿POR QUÉ se pulverizan los pisos de concreto?

Un piso de concreto genera polvo bajo tráfico, debido a que la superficie de desgaste es frágil. • ¿CÓMO evitar la pulverización?

Utilice un concreto de asentamiento moderado que no exceda de 5 pulgadas (125 mm).No comience la operación de acabado mientras el concreto está sangrando.No espolvoree cemento o rocíe agua sobre el concreto antes o durante las operaciones de acabado.Asegure que haya una adecuada ventilación de los gases de escape provenientes de calentadores de gas en espacios cerrados.

DESCASCARAMIENTO DE LAS SUPERFICIES DE CONCRETO

¿QUÉ es el descascaramiento?Es la delaminación local o desprendimiento de una superficie terminada de concreto .

• ¿POR QUÉ presentan descascaramiento?

La utilización de concreto con muy poco o sin aire incorporado. La presencia de cantidades excesivas de sales de cloruro de sodio.Cualquier operación de acabado que se ejecute en presencia de agua de exudación (sangrado) sobre la superficie.Curado insuficiente. • ¿CÓMO evitar el descascaramiento?

•Utilice un concreto con aire incorporado de asentamiento medio (3 – 5 pulgadas, ó 75 – 125 mm) y cúrelo adecuadamente.•No utilice descongelantes en el primer invierno.•Cubra la superficie con un sellante comercial o con una mezcla de aceite de linaza cocido y alcoholes minerales.•Utilice el momento correcto para todas las operaciones de acabado y evite emplear llanas de acero pata las losas exteriores de concreto.•Especifique un concreto con aire incorporado, que contenga un aditivo acelerante y que sea colocado a un asentamiento más bajo. En clima frío, la temperatura del concreto debe ser al menos de 50°F (10°C).

DELAMINACIÓN DE LAS SUPERFICIES DE CONCRETO TERMINADAS CON LLANA

Las delaminaciones se forman durante el acabado final con llana. Son más frecuentes cuando el concreto es vaciado sobre una sub-base fría y con temperaturas elevándose durante el día, pero pueden ocurrir en cualquier momento.

¿CÓMO evitar la delaminación?No selle la superficie demasiado temprano –antes de que haya escapado el aire o el agua de exudación (sangrado) desde abajo.Evite los golpes secos en mezclas con aire incorporado.Utilice concreto calentado o con aditivo acelerante para promover un fraguado parejo en todo el espesor de la losa.No coloque el concreto directamente sobre barreras de vapor.No utilice concreto con aire incorporado, a menos que vaya a quedar expuesto a sales de deshielo.Evite colocar el concreto sobre un sustrato con una temperatura inferior a los 40ºF. (5º).

RESQUEBRAJAMIENTO DE LAS SUPERFICIES DE CONCRETO

¿QUÉ es resquebrajamiento (grietas aleatorias)?

El resquebrajamiento es el desarrollo de una red de finas cuarteaduras o fisuras aleatorias (grietas) sobre la superficie del concreto o del mortero causadas por la retracción de la capa superficial.

¿PORQUÉ las superficies de concreto se cuartean?; es usualmente el resultado de que una o más reglas de las “buenas prácticas de concreto” no se hayan aplicado. Un curado pobre o inadecuadoMezclas muy húmedas, excesivo alisado, el uso de un vibrador de alta frecuenciaEfectuar el terminado mientras exista agua de exudación Espolvorear cemento sobre la superficie del concreto para secar la exudación es una causa frecuente de agrietamiento.

¿CÓMO prevenir el resquebrajamiento?Utilice un concreto con asentamiento moderado (3 a 5

pulgadas) con características de reducción de la exudación.Siga las prácticas recomendadas y el tiempo preciso.Evite la manipulación excesiva de la superficie.NUNCA termine el concreto entes de que el mismo haya completado su exudación .

NO espolvoree cemento sobre la superficie para absorber el agua de exudación. NO riegue agua en la superficie mientras se ejecuta la terminación.o Cuando se requiera alisar con llana de acero, demórelo hasta que el brillo del agua haya desaparecido de la superficie.3. Cure apropiadamente tan pronto como la nivelación haya sido completada.

EFLORESCENCIA DEL CONCRETO

¿Qué es la eflorescencia? Es un residuo de sales con textura polvosa de color blanco tiza y se puede formar en la superficie de cualquier producto que contenga cemento, sin importar el color de éste.

¿POR QUÉ se forman la eflorescencia? Este fenómeno ocurre cuando la humedad disuelve las sales de calcio en el concreto y migra a la superficie a través de la acción capilar. Cuando estas sales llegan a la superficie, reaccionan con el CO2 en el aire y al evaporarse dejan un depósito mineral que es de carbonato de calcio.

¿CÓMO evitar la eflorescencia? Básicamente, protegiéndola de la humedad y para esto es necesario sellarla. Existen muchos tipos de selladores y el ideal para aplicar sobre la superficie va a depender del uso del concreto y las especificaciones de apariencia que desee el propietario.Uso de puzolanas en la mezcla de concreto porque reduce una cantidad considerable de hidróxido de calcio presente en el concreto.Luego como explicamos anteriormente es necesario sellar el concreto, porque la humedad puede hacer que se produzca la eflorescencia.

GRACIAS