Permeabilidad de Concretos
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IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ALGUNOS FACTORES EN LA PERMEABILIDAD DE CONCRETOS Y MORTEROS. Juan Camilo Gómez Cano ASESOR: Yosef Farbiarz Farbiarz UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE MINAS MAESTRIA EN INGENIERIA DE MATERIALES Y PROCESOS 2008
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IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ALGUNOS FACTORES
EN LA PERMEABILIDAD DE CONCRETOS Y MORTEROS.
Juan Camilo Gómez Cano
ASESOR: Yosef Farbiarz Farbiarz
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
MAESTRIA EN INGENIERIA DE MATERIALES Y PROCESOS
2008
RESUMEN
En Colombia no existe una normatividad que controle los valores de la
permeabilidad en las mezclas de concreto y que limite de alguna forma esta
propiedad, teniendo en cuenta la relevancia que tiene en la durabilidad de las
obras. [46] Por lo tanto, se hace indispensable, partiendo del conocimiento del
fenómeno, de los mecanismos y ensayos de medida y de sus causas y
consecuencias, analizar la influencia de algunos factores en los valores de la
permeabilidad, enfocados hacia una optimización que permita tener una referencia
que pueda presentarse como una base parcial o inicial hacia una normatividad
Colombiana en cuanto a la durabilidad, teniendo en cuenta las reglamentaciones
internacionales de otros países donde se le ha puesto mayor importancia a este
tema.
TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 8
2 OBJETIVOS ................................................................................................... 10
3 METODOLOGIA ............................................................................................ 11
3.1 Recopilación bibliográfica ............................................................................ 11
3.2 Identificación y cuantificación de los factores más importantes que
influencian la variación de permeabilidad en concretos y morteros; ..................... 11
3.3 Evaluación y cuantificación.......................................................................... 11
3.4 Especificaciones y guías ............................................................................. 11
4 ANTECEDENTES .......................................................................................... 12
5 MARCO TEORICO ........................................................................................ 14
5.1 DURABILIDAD DE LAS MEZCLAS DE CONCRETO ................................. 14
5.2 FACTORES DE DETERIORO DEL CONCRETO ....................................... 16
5.2.1 Humedad: ................................................................................................. 17
5.2.2 Temperatura ............................................................................................. 17
5.2.3 Presión ..................................................................................................... 17
5.3 VIDA ÚTIL DE UNA ESTRUCTURA ........................................................... 20
5.4 PERMEABILIDAD DEL CONCRETO .......................................................... 22
5.5 CONSECUENCIAS DE LA PERMEABILIDAD EN EL CONCRETO Y
MORTEROS .......................................................................................................... 23
5.6 LA HUMEDAD EN EL CONCRETO ............................................................ 26
5.7 NORMATIVIDAD DE DURABILIDAD .......................................................... 27
5.8 RELACION ENTRE PERMEABILIDAD Y POROSIDAD DE CONCRETOS 40
5.9 PERMEABILIDAD AL AIRE ......................................................................... 44
6 FACTORES DE MAYOR INFLUENCIA EN LA PERMEABILIDAD DE LOS
CONCRETOS ....................................................................................................... 46
6.1 Relación agua/cemento ............................................................................... 48
6.2 Porosidad de la pasta .................................................................................. 50
6.3 Curado ......................................................................................................... 51
7 MECANISMOS DE TRANSPORTE EN EL INTERIOR DEL CONCRETO..... 59
7.1 Difusión del vapor de agua ................................................................... 59
7.2 Evaporación .......................................................................................... 59
7.3 Absorción de agua liquida ..................................................................... 59
7.4 Succión capilar ...................................................................................... 59
8 PRINCIPALES METODOS PARA LA CUANTIFICACION Y MEDICION DE LA
PERMEABILIDAD DE CONCRETOS Y MORTEROS .......................................... 61
8.1 Métodos basados en las propiedades eléctricas del concreto. ............. 62
8.2 Métodos basados en la medida del ingreso de sustancias hacia el
interior de la matriz cementante. .................................................................... 63
8.3 Métodos basados en aplicación de presión .......................................... 64
8.4 Presentación de los métodos ................................................................ 64
9 SELECCIÓN Y DISEÑO DE EQUIPO DE ENSAYO ...................................... 68
9.1 PREPARACIÓN DE LA PROBETA: ............................................................ 70
9.2 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO: .................................................................. 71
10 VALORES DE COMPARACION Y ESTABLECIMIENTO DE RELACIONES
DE LOS DIFERENTES VALORES ........................................................................ 76
10.1 NTC 4483 ....................................................................................................... 76
10.2 PERMEABILIDAD DEL CONCRETO VS. CORRIENTE ALTERNA. .............. 77
10.3 METODO DE SUCCION CAPILAR [59]. ........................................................ 77
10.4 PERMEABILIDAD AL AIRE DEL CONCRETO [49]. ....................................... 78
10.5 PRUEBA DE PERMEABILIDAD RÁPIDA A CLORUROS [29]. ...................... 79
10.6 CUADRO COMPARATIVO DE VALORES DE REFERENCIA Y NIVELES DE
PERMEABILDAD ......................................................................................................... 80
11 ESPECIFICACIONES PARA PERMEABILIDAD EN EL DISEÑO DE
MEZCLAS ............................................................................................................. 82
12 CONCLUSIONES ........................................................................................ 86
13 RECOMENDACIONES ............................................................................... 89
14 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 90
15 ANEXOS ..................................................................................................... 98
15.1 COSTO ESTIMADO EQUIPO DE PERMEABILIDAD AL AGUA DE
CONCRETOS .............................................................................................................. 98
15.2 ANEXO 1. FOTOGRAFIAS EN MEDELLIN .................................................. 100
LISTA DE TABLAS
TABLA 1. Mecanismos de daño en el concreto [48] .............................................. 17
TABLA 2. Clasificación de las estructuras según su vida útil[13] .......................... 21
TABLA 3. Especificaciones para durabilidad en las NSR-98 [2]........................... 29
a). Estimación de la relación agua/cemento por durabilidad ................................. 29
b). Relaciones agua/cemento para diversas condiciones de exposición ............... 29
TABLA 4. Clases generales de exposición relativas a la corrosión de las
armaduras (Tabla. 8.2.2 EHE) ....................................................................... 31
TABLA 5. Clases especificas de exposición relativas a otros procesos de deterioro
distintos de la corrosión (Tabla 8.2.3.a EHE) ................................................. 32
TABLA 6. Clasificación de la agresividad química (Tabla 8.2.3.b EHE) ................ 33
TABLA 7. Abertura máxima de fisuras para diferentes ambientes [10] ................. 33
TABLA 8. Máxima relación agua/cemento y mínimo contenido de cemento [10] .. 34
TABLA 9. Máxima relación agua/cemento, contenido de cemento y porcentaje de
aire incluido [10]. ............................................................................................ 34
TABLA 10. Recubrimientos mínimos [10] .............................................................. 34
TABLA 11. Resistencias mínimas compatibles con los requisitos de durabilidad
[10]. ................................................................................................................ 35
TABLA 12. Contenido total de aire para concreto con aire incorporado ( Tabla
C.4.1) [2] ........................................................................................................ 35
TABLA 13. Requisitos expuestos a químicos que impidan el congelamiento (Tabla
C.4.3 ) [2] ....................................................................................................... 36
TABLA 14. Requisitos para concreto expuesto a soluciones que contienen sulfatos
( Tabla C.4.4 ) [2] .......................................................................................... 36
TABLA 15. Categorías y clases de exposición (Tabla 4.2.1) [2]........................... 37
TABLA 16. Requisitos para el concreto según la clase de exposición .................. 38
(Tabla 4.3.1) [2] .................................................................................................... 38
TABLA 17. Criterios de evaluación basada en la porosidad [53]........................... 42
TABLA 18. Permeabilidad v.s relación a/c [26] ..................................................... 49
TABLA 19. Permeabilidad v.s tiempo de curado ................................................... 55
TABLA 20. Comparación de la permeabilidad y la porosidad capilar [15] ............. 56
TABLA 21. Influencia del humo de sílice en la permeabilidad del concreto .......... 56
TABLA 22. Tamaño de poros [19]. ........................................................................ 60
TABLA 23. Porosidad [19] ..................................................................................... 60
TABLA 24. Comparativo ensayos y procedimientos medida de permeabilidad ... 65
TABLA 26. Permeabilidad de concreto [15] .......................................................... 76
TABLA 27. Permeabilidad del concreto in situ (variación del método a presión)[25].
....................................................................................................................... 77
TABLA 28. Permeabilidad del concreto vs resistencia eléctrica [15] ..................... 77
TABLA 29. Permeabilidad del concreto por succión capilar con equipo de Torrent
[59] ................................................................................................................. 78
TABLA 30. Permeabilidad al aire del concreto [15] ............................................... 79
TABLA 31. Permeabilidad del concreto ASTM C .................................................. 79
TABLA 32. Comparativo de valores de medida de permeabilidad ........................ 80
TABLA 33. Propuesta de relación de permeabilidad con clases generales de
exposición ...................................................................................................... 85
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. Desarrollo de la vida útil [33] .............................................................. 21
FIGURA 2. Tipos de porosidad ............................................................................. 41
FIGURA 3. Relación entre permeabilidad y porosidad capilar de la pasta [33] ..... 43
FIGURA 4. Relaciones entre permeabilidad y mecanismos de transporte en el
concreto [40]. ................................................................................................. 47
FIGURA 5. Efecto de la relación a/c y el tiempo de curado [10] ........................... 51
FIGURA 6. Efectos de la temperatura, la humedad relativa y la velocidad del viento
con la velocidad de evaporación del agua [47] .............................................. 52
FIGURA 7.Efecto del tiempo de curado sobre la permeabilidad [33] .................... 54
FIGURA 8. Resistencia por tipo de curado [57] ..................................................... 55
FIGURA 9. Estructura porosa del concreto [45] .................................................... 60
FIGURA 10. Dispositivo de medición de permeabilidad de concretos .................. 73
FIGURA 11. Detalle de la celda ............................................................................ 74
FIGURA 12. Detalle discos con orificios centrales ................................................ 74
1 INTRODUCCIÓN
En Colombia la normatividad que hace referencia a durabilidad del concreto es
escasa. Por otra parte, a pesar de las evidencias de la significativa relación entre
la permeabilidad en el concreto y su durabilidad, no hay especificaciones ni guías
que indiquen procedimientos y criterios de calificación de la permeabilidad en
concretos. Existe abundante literatura que reporta investigaciones sobre la
cuantificación de la influencia de los diversos factores que intervienen en los
procesos de permeabilidad, pero aún faltan especificaciones y recomendaciones
mínimas para garantizar, en los procesos constructivos, procedimientos para
alcanzar y verificar el grado de permeabilidad requerido para obtener un material
cuya durabilidad sea aceptable para las condiciones y uso de la estructura y
coherente con el periodo de vida útil especificado por el diseñador y esperado, de
buena fe, por el consumidor. [48]
A pesar de su capacidad mecánica y su aparente robustez, las estructuras de
concreto se exponen no sólo a acciones de tipo mecánico, sino también a
acciones físicas y químicas que generan deterioro y que a diferentes plazos
producen degradación del material, en procesos que son directamente
proporcionales a su permeabilidad. Es a todas luces insuficiente especificar
limitaciones a la relación agua: cementantes y a la resistencia mínima a
compresión. Urge detallar intervalos aceptables de permeabilidad, métodos de
medirla y criterios para aceptación y rechazo de materiales que tengan
permeabilidades que representen vulnerabilidad inaceptable. [49].
El presente trabajo incluye la revisión de la literatura existente sobre el tema de la
influencia de diferentes variables sobre la permeabilidad del concreto y sobre
métodos para su medición, con el fin de establecer parámetros, recomendaciones
y especificaciones que definan los pasos a seguir para la obtención de concretos
de baja permeabilidad.
Los primeros cuatro capítulos giran alrededor de la presentación del problema, la
definición de los objetivos del estudio, el planteamiento de la metodología que se
utiliza y la exposición de antecedentes pertinentes. El quinto capítulo constituye la
recopilación bibliográfica que establece claramente la relación entre permeabilidad
y durabilidad. En los capítulos 6 y 7 se presentan los factores que afectan
significativamente la permeabilidad de los concretos y los mecanismos de
transporte de humedad en su interior. En los Capítulos 8 a 11 se estudian y
comparan los métodos y equipos para medir permeabilidad, se establecen
relaciones entre medidas y clasificación de la permeabilidad y se ofrecen
recomendaciones para control y ensayo, incluyendo el diseño de un aparato
práctico y económico para medir permeabilidad en probetas de concreto. Por
último, en los capítulos 12 y 13, se plantean especificaciones para el diseño de
mezclas en función también de su permeabilidad y se relacionan las conclusiones
obtenidas con el desarrollo del trabajo.
Los resultados obtenidos pueden aplicarse directamente, no solo en el campo
académico y normativo, sino en el práctico, ya que las industrias productoras de
concretos y las constructoras se pueden beneficiar ante cualquier avance en
cuanto al conocimiento y aplicación de diseño y verificación de las propiedades del
concreto.
2 OBJETIVOS
General
Determinar y cuantificar la influencia de diversos factores en el índice de
permeabilidad de concretos.
Específicos
Establecer relaciones entre permeabilidad y porosidad de concretos.
Identificar los factores de mayor influencia en la permeabilidad de los
concretos.
Identificar los mecanismos de transporte en el concreto.
Determinar los principales métodos para la cuantificación y medición de la
permeabilidad de concretos y morteros, identificando sus ventajas,
desventajas y procedimientos.
Seleccionar y diseñar un equipo para la medición de la permeabilidad en
concretos.
Plantear valores de comparación y establecer relaciones que permitan
definir criterios para comparación de muestras.
Presentar recomendaciones de control para la obtención de índices de
permeabilidad adecuados.
Plantear una serie de especificaciones que pueda servir como base parcial
a una reglamentación futura en el campo de la permeabilidad y la
durabilidad.
3 METODOLOGIA
3.1 Recopilación bibliográfica
Se recoge lo pertinente a la descripción del fenómeno de permeabilidad, a la
modelación en concretos y morteros, a la evaluación de la permeabilidad y a la
relación entre permeabilidad y durabilidad.
3.2 Identificación y cuantificación de los factores más importantes que
influencian la variación de permeabilidad en concretos y morteros;
Se estudian entre otros la relación agua/cemento, la cantidad neta de concreto, la
cantidad neta de agua, la duración del curado y la presencia o no de adiciones.
3.3 Evaluación y cuantificación
Se evalúan algunas propuestas para la cuantificación de la permeabilidad de
concretos y morteros, con el ánimo de especificar una metodología apropiada y
establecer en caso de ser necesario algunas propuestas a la actual NTC 4483
(Método de ensayo para determinar la permeabilidad del concreto en agua)
3.4 Especificaciones y guías
De acuerdo con los resultados se establece un esquema guía para la
especificación de durabilidades mínimas asociadas con la permeabilidad y
porosidad de concretos y morteros.
4 ANTECEDENTES
El aumento de la construcción ante el crecimiento de las ciudades, las condiciones
climáticas, el cambio de uso de las edificaciones y los fenómenos naturales, hacen
necesario un manejo adecuado de los materiales en la construcción bajo
parámetros de calidad y aprovechamiento adecuado de sus propiedades [34].
La mayoría de los procedimientos de diseño y construcción se basan en la
especificación y verificación de la capacidad y estabilidad estructurales, y muy
poca atención se brinda a los aspectos de especificación de periodos de vida útil y
verificación y cuantificación de las propiedades de durabilidad [41]. Es necesario
aplicar conceptos de calidad de las construcciones, no sólo en los aspectos de
capacidad e integridad estructurales, sino también bajo parámetros de durabilidad,
conservación y alargamiento de la vida, evitándose la intervención y rehabilitación
temprana de la estructura.
La normatividad en Colombia sobre permeabilidad del concreto, como medida de
la durabilidad, es muy pobre [15]. Aunque existe en el medio la Norma Técnica
Colombiana NTC 4483 “ Método de ensayo para determinar la permeabilidad del
concreto en agua”, donde se determina el coeficiente de permeabilidad del
concreto a flujo constante (concretos de alta permeabilidad) y profundidad de
penetración (concretos de baja permeabilidad) y, en el ámbito internacional, se
puede tener fácil acceso a métodos simples como el de absortividad inicial
superficial del código británico(BS 1881), no existen especificaciones claras en la
normatividad de diseño y construcción de edificaciones que requieran la inclusión
de parámetros de permeabilidad máxima de acuerdo con la vida útil esperada ni
para la realización de ensayos de verificación y control, ni criterios que relacionen
los resultados obtenidos por éstos ensayos con el grado de permeabilidad
aceptable para cada caso práctico.
En el mundo y en Colombia, se han realizado innumerables estudios e
investigaciones; en las revistas de concreto y cemento se encuentra gran cantidad
de artículos referentes al tema de la permeabilidad de concretos y morteros a
sustancias liquidas y en estado gaseoso, pero en Colombia no existe una
normatividad que recoja los resultados arrojados por estos estudios.
Muchas de las estructuras construidas hace relativamente poco tiempo están
presentando en la actualidad patologías diversas, asociadas a la calidad de los
procesos constructivos, a la calidad y uso de los mismos materiales o a problemas
asociados con la ausencia de mantenimiento. Las especificaciones de la
resistencia a las acciones mecánicas son insuficientes para garantizar la
durabilidad de un concreto, lo que hace importante el establecimiento de
especificaciones y recomendaciones en este campo [53].
5 MARCO TEORICO
5.1 DURABILIDAD DE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
La durabilidad del concreto depende de la capacidad para resistir la acción del
medio ambiente que lo rodea, de los ataques químicos o biológicos, de la abrasión
y/o de cualquier otro proceso de deterioro. La durabilidad de un material está
asociada con su vida en servicio bajo ciertas condiciones ambientales dadas.
Depende básicamente de la permeabilidad de la mezcla de concreto o mortero y
de la presencia de agentes agresivos, especialmente aquellos disueltos en el agua
y está condicionada por los constituyentes y por las condiciones de exposición
durante la vida útil [14]. Existen diversas técnicas que se utilizan en el análisis de
la durabilidad del concreto, las cuales se enfocan principalmente en el estudio de
los factores químicos y físicos que puedan afectarlo [53].
Actualmente es necesario construir estructuras con altos estándares de calidad y
durables, utilizando materiales que puedan afrontar y soportar de mejor forma las
condiciones ambientales y de uso a los que está sometida.
La durabilidad de las estructuras de concreto se ve influenciada por factores tales
como el diseño y el cálculo estructurales, que controlan la resistencia y estabilidad
de la estructura, las características y calidad de los materiales, la práctica
constructiva influenciada por los métodos y controles que se hacen en obra, así
como la experiencia y calidad de la mano de obra, y los cuidados que se tengan
en la etapa de protección y curado, mediante procedimientos adecuados, durante
el tiempo necesario. Todos estos factores relacionados se ven reflejados positiva
o negativamente en las características de la estructura, en cuanto a la seguridad,
estabilidad, comportamiento y funcionalidad, que permiten durante un periodo de
tiempo la utilización de la estructura sin la necesidad de intervenciones,
reparaciones y con el mantenimiento mínimo.
Existen criterios de evaluación de durabilidad que han sido reportados por la
experiencia de largos años de práctica, pero hasta el momento no existe una
norma estándar para la cuantificación, control y verificación de la durabilidad de un
determinado tipo de concreto [53]. En el mundo diferentes comités de
normalización ACI, ASTM, RILEM, están trabajando en la investigación, análisis y
desarrollo de técnicas específicas para utilización en concretos y en la revisión de
los criterios de evaluación [53].
Los factores básicos en el diseño de una mezcla de concreto son los siguientes:
economía, facilidad de colocación y consolidación, velocidad del fraguado,
resistencia, durabilidad, impermeabilidad, peso unitario, estabilidad de volumen y
apariencia adecuada [53].
El estudio de la durabilidad de los materiales asociados al concreto se hace
importante en la medida que permite la reducción de costos en cuanto a
mantenimiento y reparación de las obras y además asegura el buen
comportamiento de las mismas en cuanto a seguridad, estabilidad,
comportamiento, servicio y apariencia.
Los niveles de acción para garantizar la durabilidad de una estructura son los
siguientes:
Apoyarse en la normatividad y seguir sus especificaciones, que
generalmente regulan la relación a / c, el tipo de cemento y las resistencias
mínimas a compresión.
Utilizar guías que especifiquen las clases de exposición típicas con los
requisitos mínimos a seguir en cada caso para evitar y controlar los
posibles ataques químicos y ambientales.
Definir modelos de predicción de vida útil de las estructuras y considerar
estos parámetros dentro del análisis y comportamiento.
Sin embargo, hasta ahora sólo se sigue el primer punto, puesto que para los otros
dos no existe apoyo de guía, especificaciones y métodos estándares aceptados
universalmente y de probada confiabilidad. Se hace urgente unas
especificaciones de durabilidad para las estructuras, considerando la situación
actual en cuanto a materiales, conocimiento, aplicación, experiencia, procesos
actuales y posibilidad de cumplimiento [19].
5.2 FACTORES DE DETERIORO DEL CONCRETO
Las estructuras, sean de concreto o de otro material, se ven sometidas a acciones
físicas, mecánicas, químicas o biológicas, propias de las características y usos del
material. Para cada fenómeno se presentan unas causas de daño, para las cuales
existen metodologías tanto de evaluación como para su diagnóstico. De acuerdo
con las referencias bibliográficas se pueden considerar dos tipos:
o Factores propios del material tales como:
Tipo de cemento.
Adiciones minerales presentes.
Características de agregados y agua utilizada.
Relación agua/cemento (a/c).
Condiciones de dosificación, preparación y puesta en obra.
Tipo y tiempo de curado.
o Factores externos:
Ataque de ácidos,
ataque de sulfatos,
reacción álcalis-agregados,
abrasión,
cavitación,
ciclos de humedecimiento y secado,
variaciones de temperatura y humedad relativa,
condiciones biológicas y
velocidad de fluido en contacto.
Existen tres fenómenos que concentran la acción de los fenómenos de deterioro y
son:
5.2.1 Humedad:
La presencia de agua es indispensable para que se genere deterioro y por lo tanto
el estado de humedad en el concreto, más que en la atmósfera circundante es el
factor más importante para considerar. En la Tabla 1 se presentan ejemplos de
relaciones entre la humedad relativa y la susceptibilidad de mecanismos de
deterioro al interior del concreto.
TABLA 1. Mecanismos de daño en el concreto [48]
HUMEDAD RELATIVA
EFECTIVA
EJEMPLO DE MECANISMO DE DAÑO EN EL CONCRETO
Congelamiento Carbonatación Ataque
químico
Corrosión de la armadura
Carbonatado Con
cloruros
Muy baja < 45% Insignificante Ligero Mínimo Mínimo Mínimo
Baja 45-65% Insignificante Alto Mínimo Ligero Ligero
Media 65-85% Ligero Medio Mínimo Alto Alto
Alta 85-98% Medio Ligero Ligero Ligero Alto
Saturación >98 % Alto Insignificante Alto Ligero Ligero
5.2.2 Temperatura
Incide notablemente en la velocidad de los fenómenos de deterioro, se dice que
“un aumento de 10 °C dobla la velocidad de la reacción” [48]
5.2.3 Presión
La penetración de sustancias se ve fuertemente promovida por la variación en el
régimen de vientos que permite la erosión generada por las partículas arrastradas,
al igual que los ciclos de humedecimiento y secado y los ciclos de calentamiento y
enfriamiento en especial, en estructuras sumergidas bajo el agua donde la presión
ejerce un papel importante.
Algunos factores que indirectamente facilitan y aceleran los procesos de deterioro
son:
Fallas durante la concepción y diseño del proyecto:
Ausencia de cálculos o no valoración de todas las cargas y condiciones de
servicio.
Ausencia de un diseño arquitectónico apropiado. El diseño estructural debe
incluir los conceptos arquitectónicos y viceversa.
Ausencia de drenajes apropiados (eliminar el agua es eliminar el problema).
Ausencia de juntas de contracción, de dilatación o de construcción.
Cálculo inapropiado de esfuerzos.
Confianza excesiva en programas de computador.
Dimensionamiento inapropiado de los elementos estructurales y su
refuerzo.
Imprecisiones en los métodos de cálculo o en las normas.
Ausencia de especificaciones de resistencia y características apropiadas de
los materiales que se emplean (concretos y aceros).
Deformaciones excesivas.
Ausencia de detalles constructivos en los planos.
Fallas por materiales:
Selección inapropiada de materiales aptos.
Ausencia de control de calidad de los ingredientes de la mezcla.
Ausencia de diseño de las mezclas y/o dosificación inadecuada.
Asentamiento excesivo de la mezcla.
Agregados de tamaño poco adecuado.
Defecto y exceso de aire incluido.
Adición no controlada de agua a pie de obra.
Ausencia de un factor de seguridad apropiado en el diseño de la mezcla.
Ausencia o no aplicación de la curva de relación agua/material cementante
de los materiales disponibles.
Mezclas excesivamente pobres y porosas.
Mezclas excesivamente ricas con alta contracción y fisuración.
Exceso de mortero.
Exceso de agregado grueso
Retardos excesivos en el fraguado.
Falso fraguado.
Fraguados acelerados.
Bajas resistencias en el concreto.
Ausencia de control de calidad al concreto.
Acero de refuerzo de calidad inapropiada o por insuficiencia en los anclajes
y/o longitudes de desarrollo.
Fallas por construcción
Ausencia de cálculo y diseño de formaleta.
Defectos o deformación de la formaleta.
Tolerancias inaceptables dimensionales en los elementos.
Ausencia de inspección de la formaleta antes del vaciado, para verificar su
integridad y estabilidad.
Colocación y aseguramiento inapropiados del acero de refuerzo.
Insuficiencia de la separación de barras y del recubrimiento especificado.
Ausencia de inspección del acero de refuerzo antes del vaciado.
Malos procedimientos de izaje y montaje de elementos prefabricados.
Inadecuada interpretación de los planos.
Malas prácticas de manejo, colocación y compactación del concreto.
Retiro prematuro o inapropiado de formaleta.
Ausencia o mala ubicación de juntas apropiadas de contracción, dilatación
y/o construcción.
Ausencia de procedimientos adecuados de protección y curado del
concreto.
Precarga de la estructura antes de que el concreto tenga suficiente
capacidad resistente.
Perforación de la estructura para soportar o conectar instalaciones anexas.
Fallas por operación de las estructuras
Abuso de la estructura.
Cambio de uso.
Fallas por falta de mantenimiento
Ausencia de inspecciones rutinarias.
Inexistencia de un Manual de Mantenimiento.
5.3 VIDA ÚTIL DE UNA ESTRUCTURA
La vida útil de una estructura es el periodo de tiempo en que una estructura es
capaz de desempeñar las funciones para las que fue diseñada, sin necesidad de
intervenciones no previstas (Código del comité euro-internacional del concreto)
[16].
El ciclo de vida útil de las estructuras de concreto depende básicamente de:
Diseño y especificaciones de mezclas
Concepción y diseño de elementos estructurales y arquitectónicos.
Procesos y técnicas de construcción.
Protección, curado y puesta en servicio
Procedimientos de inspección y mantenimiento.
En la Tabla 2 se presenta un ejemplo de especificación de vida útil de acuerdo con
el tipo de estructura.
TABLA 2. Clasificación de las estructuras según su vida útil[13]
ESTRUCTURA VIDA UTIL
Temporales Menos de 10 años
Reemplazables Más de 10 años
Edificios industriales, reformas Más de 30 años
Edificios nuevos, reformas edificios
públicos
Más de 60 años
Obras de arte, edificios públicos nuevos Más de 120 años
En la Figura 1 se presenta un esquema de la relación del comportamiento
esperado de la estructura con el tiempo.
FIGURA 1. Desarrollo de la vida útil [48]
Iniciación del deterioro
Periodo de colapso
(parcial o total) Propagación del daño
Despacivación
Vida útil del proyecto
Desintegración del recubrimiento
Reducción de sección de acero
Perdida de adherencia o fatiga del concreto
Manchas
Degradación superficial
Fisuras
COMPORTAMIENTO DE
LA ESTRUCTUIRA
Vida útil del proyecto 2
Vida útil del proyecto 3
Vida útil del proyecto 4
Vida útil última o total
Vida útil residual
Vida útil del proyecto 1
Det
erio
ro
Insp
ecci
ón
, eva
luac
ión
y
dia
gno
stic
o
Limite de falla
Adicionalmente, deben analizarse las condiciones de exposición, la importancia de
la estructura y deben definirse medidas mínimas de inspección, monitoreo y
mantenimiento preventivo.
Una vez cumplida la vida útil, el propietario tiene dos opciones: demoler y
reconstruir, o intervenir la estructura.
5.4 PERMEABILIDAD DEL CONCRETO
Valorar la durabilidad de elementos de concreto reforzado no resulta tarea fácil,
entre otras cosas porque puede ser un factor no cuantificable, siendo necesario
acudir a métodos indirectos, entre estos la permeabilidad, en especial de las
capas superficiales o concreto de recubrimiento. Se dice en el código europeo:
“No existe un método de aceptación general para caracterizar la estructura de
poros del concreto y relacionarla con su durabilidad. Sin embargo, varias
investigaciones han indicado que la permeabilidad del concreto tanto al aire como
al agua, es una medida excelente de la resistencia del concreto contra la entrada
de los medios agresivos en estado liquido o gaseoso y, en consecuencia, es una
medida de la durabilidad potencial de un concreto determinado” [34].
Con “permeabilidad” se hace referencia a la cantidad de migración de agua a
través del concreto o mortero cuando el agua se encuentra a presión; de igual
forma, se puede definir como la capacidad del concreto de resistir la penetración
de agua u otras sustancias (liquido, gas, iones, etc.). Usualmente se determina
como el caudal filtrado de agua, de acuerdo con la ley de Darcy [50]:
x
hKv p
Donde:
v: razón del flujo del agua
h: cabeza de presión.
X; espesor del espécimen
Kp: coeficiente de permeabilidad.
La permeabilidad, la rigidez y la resistencia de las estructuras están determinadas
por el tipo, cantidad y magnitud de los procesos de degradación del concreto,
sean mecánicos, físicos, químicos o biológicos. La permeabilidad del concreto de
recubrimiento gobierna la tasa a la cual el agua o el aire, que puedan contener
agentes agresivos como los cloruros y los sulfatos, penetran dentro de la masa del
concreto.
La permeabilidad del concreto se mide tanto para fluidos como para gases. Los
gases pueden penetrar al concreto por difusión, fenómeno que ocurre debido a un
gradiente de presión. Estos gases participan en la corrosión del acero de refuerzo.
El dióxido de carbono por ejemplo, reacciona con la cal libre para formar CaCO3,
reduciendo el pH de la mezcla (carbonatación), dejando desprotegido al refuerzo
para efectos de la corrosión. [13]
Conocer la permeabilidad del concreto que se va a utilizar es de mayor
importancia en la construcción de estructuras especiales, como depósitos de gas o
agua, cámaras de vació, conductos, etcétera.
5.5 CONSECUENCIAS DE LA PERMEABILIDAD EN EL CONCRETO Y
MORTEROS
Como es sabido la carbonatación es la perdida de pH en el concreto que ocurre
cuando el dióxido de carbono atmosférico reacciona con la humedad dentro de los
poros el concreto y convierte el hidróxido de calcio con alto pH a carbonato de
calcio, que tiene un pH menor, lo que genera una desprotección del acero de
refuerzo ante la corrosión, protección que se logra inicialmente por la formación
de una capa pasiva homogénea de óxido sobre la superficie del acero al contacto
con el concreto fluido y que permanece estable en el ambiente alcalino. A esta
capa también la atacan los cloruros cuando alcanzan el acero de refuerzo. Cuando
penetra la carbonatación hasta la profundidad del refuerzo y el pH desciende por
debajo de 9.5, la capa de óxido protectora y pasivadora deja de ser estable,
aumentando la posibilidad de que empiece la corrosión. Solo se requiere de una
pequeña concentración de CO2 que normalmente se encuentra presente en la
atmósfera (0.03%) para que ocurra la carbonatación en el concreto.
La alta permeabilidad, contribuye el avance rápido del frente de carbonatación, ya
que se presenta una mayor difusión de CO2. Además, la mayoría de los procesos
de corrosión están relacionados con la infiltración de sustancias nocivas (sólidos,
líquidos y gases) a través de la estructura del concreto. En contraposición, la
reducción de la permeabilidad mejora la resistencia del concreto a la fisuración,
reduciendo la posibilidad de migración de humedad desde y hacia el interior del
concreto y disminuyendo así su susceptibilidad al ataque de sulfatos y otros
productos químicos.
La permeabilidad y la porosidad se constituyen en una de las principales causas
de deterioro de las estructuras de concreto. Un alto porcentaje del agua que se
utiliza para la elaboración del concreto por razones de fluidez no se requiere en el
proceso de hidratación y termina dejando en la matriz una serie de poros,
posiblemente interconectados, y que en un futuro serán el factor determinante
para volverla más permeable.
Otros procesos patológicos que son consecuencia directa de la permeabilidad del
material son:
Eflorescencias: se producen por el efecto de sales disueltas absorbidas por
capilaridad y como parte de los materiales constitutivos, están son arrastradas al
exterior al evaporarse el agua cristalizando en la superficie o en las capas
externas inmediatas. Son en su mayoría: nitratos, carbonatos, sulfatos de calcio,
sodio, potasio y magnesio, e incluso sales férricas.
Criptoeflorescencias: igual al anterior pero la evaporación y cristalización se
produce al interior de los paramentos especialmente porosos, generándose
expansiones produciendo desprendimientos del recubrimiento.
Procesos orgánicos: la acción del viento y el aire traslada semillas y esporas que
germinan produciendo musgos, líquenes, algas y hongos en exteriores y mohos y
colonias de bacterias en superficies interiores.
Disgregación por congelamiento: aumento de volumen por congelamiento del
agua infiltrada o condensada intersticialmente en un elemento poroso. El aumento
es de aproximadamente 9%. Si la pieza está lejos del grado de saturación existen
poros vacíos para expandirse, pero de lo contrario, pueden generarse presiones
suficientes para agrietar la matriz de concreto.
Oxidación y corrosión: tendencia natural de los metales de volver a su estado
natural. La oxidación es menos grave y puede actuar como una capa pasivadora.
La corrosión es la pérdida de material por erosión disminuyendo la capacidad
estructural. Medidas preventivas: impermeabilidad y recubrimientos adecuados
(NSR 98)
Pérdida de capacidad aislante: la presencia de aire confinado en la masa guarda
una relación directa con su capacidad aislante: si los poros se encuentran
saturados con agua, actúa como un sólido de elevada conductividad térmica.
Ataque de sustancias químicas agresivas: generan deterioro con el paso del
tiempo; estas se encuentran en solución en la mayoría de los casos y tienen
mayor influencia cuando están acompañadas de presiones ejercidas sobre una de
las superficies, forzando la solución dentro del volumen de concreto. Estas
sustancias pueden ser:
Ácidos. El origen calcáreo del concreto lo hace demasiado susceptible a este
ataque. La idea es evitar todo contacto mediante barreras impermeables y
resistentes al ácido. Si adicionalmente alcanzan el refuerzo generan corrosión.
Sulfatos: De sodio, potasio, calcio y magnesio normalmente contenidos
naturalmente en el suelo. La combinación con el hidróxido de calcio genera sulfato
de calcio (yeso). La combinación de yeso y aluminato hidratado de calcio forma
etringita, generando aumento de volumen. Se puede mejorar la resistencia al
ataque de sulfatos con una baja relación a/c, inclusores de aire y adiciones de
puzolanas y otros productos especiales. [50]
Obviamente, si de forma paralela al mejoramiento de la impermeabilidad de la
matriz cementante se desarrollan procedimientos para reducir la disponibilidad de
agua, se reduce el riesgo de deterioro en elementos de concreto. Por ello es
necesaria una adecuada provisión de drenajes, pendientes, muros y recintos de
ventilación, sumideros, capas impermeabilizantes, filtros, barreras protectoras,
entre otras muchas alternativas.
5.6 LA HUMEDAD EN EL CONCRETO
La humedad que se presenta en el concreto y sus manifestaciones físicas han
sido objeto de mucho estudio y tratamiento [15].
Las fuentes de humedad se pueden clasificar como sigue: [49]
Humedad de obra: Terminada la obra alguna parte de la humedad queda
confinada entre acabados superficiales.
Humedad capilar: agua del terreno donde se asienta la edificación, que busca
equilibrarse con el medio ambiente. Asciende por la red de capilares de los
paramentos hasta alturas que dependen del tamaño de los capilares, de su forma
y estructura, de la presión atmosférica y del potencial eléctrico del concreto con
respecto a la fuente de agua.
Humedad de filtración: Aparece en fachadas y cubiertas y es el resultado de la
absorción del agua lluvia que penetra a través de la estructura macro porosa por
efecto combinado del viento y la lluvia o de la fuerza de la gravedad. Se presenta
también en juntas constructivas en los encuentros de distintos materiales y en
especial en la unión de los muros con la carpintería.
Humedad accidental: se presenta por la deficiencia en los sistemas de drenaje y
manejo de aguas que se encuentran embebidos en muros, en cielorrasos o
próximos a los cimientos.
Humedades de condensación: se genera por un incremento en la cantidad de
vapor de agua en el ambiente sin modificación significativa de la temperatura del
aire o por un descenso de la temperatura. Puede ser superficial o intersticial.
5.7 NORMATIVIDAD DE DURABILIDAD
Los capítulos C.4 y C.10 de las NSR-98 contienen algunas premisas y
especificaciones para el diseño de mezclas [11]. La NTC 4483 presenta un
procedimiento estándar para la medición de la permeabilidad al agua de concretos
y morteros. La ASTM C 1202 normaliza la medición de la permeabilidad a
cloruros en forma indirecta mediante la aplicación de carga eléctrica y la
correlación de la resistencia eléctrica con coeficientes de permeabilidad [11].
No existe una normalización en Colombia, que clasifique los ambientes
ponderando la agresividad para el refuerzo y el concreto, que defina la naturaleza
y proporción de los materiales y que considere la durabilidad bajo los siguientes
aspectos:
Clasificación de la agresividad del medio ambiente.
Clasificación de la resistencia del concreto al deterioro.
Modelos, preferiblemente numéricos, del deterioro y envejecimiento de las
estructuras de concreto.
Especificación, cálculo, control y verificación de la vida útil deseada.
El código europeo expresaba en 1990: “Actualmente no existen métodos de
aceptación general para la determinación rápida de la permeabilidad del concreto
ni valores limites de permeabilidad del concreto expuesto a diversas condiciones
ambientales. Sin embargo, es probable que se disponga de tales métodos en el
futuro, lo que permitirá clasificar el concreto en base a su permeabilidad. Entonces
podrán postularse requisitos para la permeabilidad del concreto; ellos dependerán
de las condiciones de exposición a que está sometida la estructura” [50].
Y complementa enunciando: “Aunque el concreto de mayor resistencia será, en la
mayoría de los casos, más durable que el concreto de menor resistencia, la
resistencia a compresión per se no es una medida completa de la durabilidad,
porque ésta depende, principalmente, de las propiedades de las capas
superficiales de un elemento de concreto, las que ejercen sólo una influencia
limitada sobre la resistencia a compresión”. [50]
La mayoría de las normas modernas recomiendan relaciones agua/ cemento
mínimas para mejorar la durabilidad, para concretos sometidos a exposiciones
severas. Algunos ejemplos son la norma chilena Nch 170, el ACI 318 y las NSR-
98. En las Tablas 3 se presentan las especificaciones contenidas en las NSR-98.
TABLA 3. Especificaciones para durabilidad en las NSR-98 [2].
a). Estimación de la relación agua/cemento por durabilidad
b). Relaciones agua/cemento para diversas condiciones de exposición
El ACI tiene además algunas guías y recomendaciones como las publicaciones
ACI 201 ”Guide to durable concrete”, ACI 318 “Building code requirements for
reinforced concrete” y ACI 515 “a guide to the use of waterproofind, dampproofind,
protective, and decorative barrier system for concrete”
El ACI 201, trata básicamente temas relacionados con exposición a ciclos de
hielo-deshielo, agresividad química, exposición a sulfatos, ataque de ácidos,
carbonatación, abrasión, corrosión de armaduras, reacciones químicas de los
agregados.
En España, la comisión Permanente Interministerial del concreto, consciente del
problema, ha publicado la “Instrucción del concreto estructural (EHE)” que entro en
vigencia en julio de 1999, y que le da importancia a los aspectos de durabilidad y
de resistencia del concreto, y el proyecto de “ley de ordenación de la edificación”,
publicado en 2000, que protege al comprador de la edificación y mejora sus
garantías. De igual forma la “Ley de la inspección Técnica de la edificación (ITE)”,
establece la obligación que tienen los edificios de pasar una inspección técnica
cada número determinado de años, a partir de una fecha según su construcción
[27].
En las Tablas 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 y 11 se presentan ejemplos de las
especificaciones contenidas en los documentos españoles.
.
TABLA 4. Clases generales de exposición relativas a la corrosión de las armaduras (Tabla. 8.2.2 EHE)
CLASE GENERAL DE EXPOSICIÓN
Clase Subclase Designación Tipo de proceso DESCRIPCIÓN EJEMPLOS
no agresiva
I
Ninguno
- interiores de edificios, no sometidos a
condensaciones
- elementos de concreto en masa
- interiores de edificios, protegidos de la intemperie
normal
humedad
alta
IIa corrosión de
origen diferente
de los cloruros
- interiores sometidos a humedades relativas medias
altas (>65%) o a condensaciones
- exteriores en ausencia de cloruros, y expuestos a
lluvia en zonas con precipitación media anual superior a
600 mm.
- elementos enterrados o sumergidos.
- sótanos no ventilados
- cimentaciones
- tableros y pilas de puentes en zonas con precipitación media
anual superior a 600 mm
- elementos de concreto en cubiertas de edificios
humedad
media
IIb corrosión de
origen diferente
de los cloruros
- exteriores en ausencia de cloruros, sometidos a la
acción del agua de lluvia, en zonas con precipitación media
anual inferior a 600 mm
- construcciones exteriores protegidas de la lluvia
- tableros y pilas de puentes, en zonas de precipitación media
anual inferior a 600 mm
Marina aérea IIIa corrosión por
cloruros
- elementos de estructuras marinas, por encima
del nivel de pleamar
- elemento exteriores de estructuras situadas en
las proximidades de la línea costera (a menos de
5 km)
- edificaciones en las proximidades de la costa
- puentes en las proximidades de la costa
- zonas aéreas de diques, pantalanes y otras obras de defensa
litoral
- instalaciones portuarias
sumergida IIIb corrosión por
cloruros
- elementos de estructuras marinas sumergidas
permanentemente, por debajo del nivel mínimo
de bajamar
- zonas sumergidas de diques, pantalanes y otras obras de
defensa litoral
- cimentaciones y zonas sumergidas de pilas de puentes en
el mar
en zona de
mareas
IIIc corrosión por
cloruros
- elementos de estructuras marinas situadas en la
zona de carrera de mareas
- zonas situadas en el recorrido de marea de diques,
pantalanes y otras obras de defensa litoral
- zonas de pilas de puentes sobre el mar, situadas en el recorrido
de marea
con cloruros de origen diferente del
medio marino
IV corrosión por
cloruros
- instalaciones no impermeabilizadas en contacto
con agua que presente un contenido elevado de
cloruros, no relacionados con el ambiente marino
- superficies expuestas a sales de deshielo no
impermeabilizadas.
- piscinas
- pilas de pasos superiores o pasarelas en zonas de nieve
- estaciones de tratamiento de agua.
TABLA 5. Clases especificas de exposición relativas a otros procesos de deterioro distintos de la corrosión (Tabla
8.2.3.a EHE)
CLASE ESPECÍFICA DE EXPOSICIÓN
Clase Subclase Designación Tipo de proceso DESCRIPCIÓN EJEMPLOS
Química
Agresiva
débil Qa ataque químico - elementos situados en ambientes con contenidos de
sustancias químicas capaces de provocar la alteración
del concreto con velocidad lenta (ver Tabla 8.2.3.b)
- instalaciones industriales, con sustancias débilmente agresivas
según tabla 8.2.3.b.
- construcciones en proximidades de áreas industriales, con
agresividad débil según tabla 8.2.3.b.
media
Qb ataque químico - elementos en contacto con agua de mar
- elementos situados en ambientes con contenidos de
sustancias químicas capaces de provocar la alteración
del concreto con velocidad media (ver Tabla 8.2.3.b)
- dolos, bloques y otros elementos para diques
- estructuras marinas, en general
- instalaciones industriales con sustancias de agresividad media
según tabla 8.2.3.b.
- construcciones en proximidades de áreas industriales, con
agresividad media según tabla 8.2.3b.
- instalaciones de conducción y tratamiento de aguas residuales
con sustancias de agresividad media según tabla 8.2.3.b.
fuerte Qc ataque químico - elementos situados en ambientes con contenidos de
sustancias químicas capaces de provocar la alteración
del concreto con velocidad rápida (ver Tabla 8.2.3.b)
- instalaciones industriales, con sustancias de agresividad alta de
acuerdo con tabla 8.2.3.b.
- instalaciones de conducción y tratamiento de aguas residuales,
con sustancias de agresividad alta de acuerdo con tabla 8.2.3.b.
con heladas sin sales
fundentes
H
ataque hielo-
deshielo
- elementos situados en contacto frecuente con agua, o
zonas con humedad relativa media ambiental en
invierno superior al 75%, y que tengan una probabilidad
anual superior al 50% de alcanzar al menos una vez
temperaturas por debajo de -5ºC
- construcciones en zonas de alta montaña
- estaciones invernales
con sales
fundentes
F ataque por sales
fundentes
- elementos destinados al tráfico de vehículos o
peatones en zonas con más de 5 nevadas anuales o
con valor medio de la temperatura mínima en los
meses de invierno inferior a 0ºC
- tableros de puentes o pasarelas en zonas de alta montaña
erosión E abrasión
cavitación
- elementos sometidos a desgaste superficial
- elementos de estructuras hidráulicas en los que la cota
piezométrica pueda descender por debajo de la presión
de vapor del agua
- pilas de puente en cauces muy torrenciales
- elementos de diques, pantalanes y otras obras de defensa litoral
que se encuentren sometidos a fuertes oleajes
- pavimentos de concreto
- tuberías de alta presión
TABLA 6. Clasificación de la agresividad química (Tabla 8.2.3.b EHE)
TIPO DE MEDIO
AGRESIVO
PARÁMETROS TIPO DE EXPOSICIÓN
Qa Qb Qc
ATAQUE
DÉBIL
ATAQUE MEDIO ATAQUE FUERTE
AGUA VALOR DEL pH 6,5 - 5,5 5,5 - 4,5 < 4,5
CO2 AGRESIVO
(mg CO2/ l) 15 - 40 40 – 100 > 100
IÓN AMONIO
(mg NH4+ / l)
15 - 30 30 – 60 > 60
IÓN MAGNESIO
(mg Mg2+
/ l) 300 - 1000 1000 - 3000 > 3000
IÓN SULFATO
(mg SO42-
/ l) 200 - 600 600 - 3000 > 3000
RESIDUO SECO
(mg / l) 75 – 150 50 – 75 <50
SUELO GRADO DE
ACIDEZ
BAUMANN-
GULLY
> 20 (*) (*)
IÓN SULFATO
(mg SO42-
/ kg de
suelo seco)
2000 - 3000 3000-12000 > 12000
TABLA 7. Abertura máxima de fisuras para diferentes ambientes [10]
34
TABLA 8. Máxima relación agua/cemento y mínimo contenido de cemento [10]
TABLA 9. Máxima relación agua/cemento, contenido de cemento y porcentaje
de aire incluido [10].
AMBIENTE
I II IIh IIf III IIIh IIIf IV (*)
Máxima relación agua/cemento (A/C) 0.65 0.60 0.55 0.50 0.55 0.50 0.50 0.50
Mínimo contenido de
cemento ( Kg / m²)
H. masa 200 200 200 200 200 200 200 200
H. armado 250 275 300 300 300 300 325 325
Mínimo contenido de aire ocluido (%) - - - 4.5 - - 4.5 -
Necesidad de un Concreto
impermeable. No No Si Si Si Si Si Si
TABLA 10. Recubrimientos mínimos [10]
Resistencia
característica del
concreto
[N/mm2]
Tipo de elemento RECUBRIMIENTO MÍNIMO [mm]
SEGÚN LA CLASE DE EXPOSICIÓN (**)
I IIa IIb IIIa IIIb IIIc IV Qa Qb Qc
25 fck <40 General 20 25 30 35 35 40 35 40 (*) (*)
elementos
prefabricados y
láminas
15 20 25 30 30 35 30 35 (*) (*)
fck 40 General 15 20 25 30 30 35 30 35 (*) (*)
elementos
prefabricados y
láminas
15 20 25 25 25 30 25 30 (*) (*)
35
(*) El proyectista fijará el recubrimiento al objeto de que se garantice
adecuadamente la protección de las armaduras frente a la acción agresiva
ambiental.
(**) En el caso de clases de exposición H, F ó E, el espesor del recubrimiento
no se verá afectado.
TABLA 11. Resistencias mínimas compatibles con los requisitos de durabilidad
[10].
Las NSR-98, en su capítulo C.4, presenta algunas tablas de referencia que se
quedan pobres frente a la importancia del tema. Aquí se reproducen en las Tablas
12, 13 y 14.
TABLA 12. Contenido total de aire para concreto con aire incorporado ( Tabla
C.4.1) [2]
RESISTENCIA REQUERIDA, MPa
CLASE DE EXPOSICIÓN
Parámetro de
dosificación
Tipo de
concreto
I
IIa
IIb
IIIa
IIIb
IIIc
IV
Qa
Qb
Qc
H
F
E
resistencia masa 20 - - - - - - 30 30 35 30 30 30
Mínima Armado 25 25 30 30 30 35 30 30 30 35 30 30 30
(N/mm²) Pretensado 25 25 30 30 35 35 35 30 35 35 30 30 30
36
TABLA 13. Requisitos expuestos a químicos que impidan el congelamiento
(Tabla C.4.3 ) [2]
TABLA 14. Requisitos para concreto expuesto a soluciones que contienen
sulfatos ( Tabla C.4.4 ) [2]
Por su parte, el ACI 318, en sus requisitos de durabilidad presentados en el
capítulo 4, plantea la consideración de los requisitos de durabilidad antes de
seleccionar el f´c y el recubrimiento del refuerzo, que deben ser congruentes con
la relación agua / cementante máxima permitida por durabilidad. Para el diseño se
debe asignar la clase de exposición anticipada de los elementos de concreto
estructural, de acuerdo con la tabla 4.2.1 del ACI. [2]
37
TABLA 15. Categorías y clases de exposición (Tabla 4.2.1) [2]
CATEGORIA SEVERIDAD CLASE CONDICION
F Congelamiento
y deshielo
No es aplicable F0 Concreto no expuesto a ciclos de
congelamiento y deshielo
Moderada F1 Concreto expuesto a ciclos de
congelamiento y deshielo y
exposición ocasional a la humedad
Severa F2 Concreto expuesto a ciclos de
congelamiento y deshielo y en
contacto continuo con la humedad.
Muy severa F3 Concreto expuesto a ciclos de
congelamiento y deshielo que estará
en contacto directo con la humedad y
expuesto a productos químicos
descongelables.
S Sulfato Sulfatos solubles
en agua (SO4) ,
en el suelo % en
peso
Sulfato (SO4)
disuelto en agua
ppm
No aplicable S0 SO4< 0.10 SO4<150
Moderada S1 0.10 ≤ SO4 < 0.20 150 ≤ SO4 < 1500
Agua marina
Severa S2 0.20 ≤ SO4 ≤ 2.0 1500 ≤ SO4 ≤
10000
Muy severa S3 SO4 > 2.0 SO4 > 10000
P Requiere baja
permeabilidad
No aplicable P0 En contacto con el agua donde no se
requiere baja permeabilidad.
Requerida P1 En contacto con el agua donde se
requiere baja permeabilidad
C Protección del
refuerzo para la
corrosión
No aplicable C0 Concreto seco o protegido contra la
humedad.
Moderada C1 Concreto expuesto a la humedad,
pero no a una fuente externa de
cloruros.
Severa C2 Concreto expuesto a la humedad y a
una fuente externa de cloruros
provenientes de productos químicos
descongelables, sal, agua, agua de
mar o salpicaduras del mismo origen.
Añade además que cuando un elemento se le asigna más de una clase de
exposición se debe aplicar el requisito más restrictivo [2].
38
TABLA 16. Requisitos para el concreto según la clase de exposición
(Tabla 4.3.1) [2]
Clase de
exposición
Relación
agua/cementante
max
f´c
min
MPa
Requisitos mínimos adicionales
Contenido de aire Limites en
los
cementantes
F0 N/A 17 N/A N/A
F1 0.45 31 Tabla 4.4.1 N/A
F2 0.45 31 Tabla 4.4.1 N/A
F3 0.45 31 Tabla 4.4.1 Tabla 4.4.2
Tipo de material cementante (1)
Aditivo
cloruro de
Calcio
ASTM C150 ASTM C595 ASTM
C1157
S0 N/A 17 Sin
restricción en
el tipo
Sin
restricción
en el tipo
Sin
restricción
en el tipo
Sin
restricción
en el tipo
S1 0.50 28 II(2)
IP (MS) IS
(<70) (MS)
MS Sin
restricción
en el tipo
S2 0.45 31 V(3)
IP (HS) IS
(<70) (MS)
HS No se
permite
S3 0.45 31 V(4)
Puzolanas
o escorias
IP (HS) y
puzolanas o
escorias o
IS (<70)
(MS) y
puzolanas o
escorias(5)
Hs y
puzolanas
o
escorias(6)
No se
permite
P0 N/A 17 Ninguna
P1 0.50 28 Ninguna
Contenido máximo e iones
de cloruro (CL) soluble en
agua en el concreto, % por
peso de cemento
Requisitos relacionados
Concreto
reforzado
Concreto
preesforzado
C0 N/A 17 1.00 0.06 Ninguno
C1 N/A 17 0.30 0.06
C2 0.40 35 0.15 0.06 7.7.6, 18.16(7)
(1)
Se puede permitir combinaciones alternativas de materiales cementantes diferentes a los
mencionados en la tabla siempre que sean ensayados para comprobar la resistencia a los sulfatos
y deben cumplir los criterios de 4.5.1 (2)
Para exposición al agua marina, se permiten otros tipos de cementos portland con contenidos de
hasta 10% de C3A si la relación a/c no excede 0.40. (3)
Se permiten otros tipos de cementos como el tipo IIII y I en exposiciones tipo S1 y S2 si el
39
contenido de C3A es menor al 8 y 5%, respectivamente. (4)
La cantidad de la fuente especifica de puzolana o escoria que se usa no debe ser inferior a la
cantidad que haya sido determinada por experiencia en mejorar la resistencia a sulfatos cuando se
usa en concretos que contienen cementos tipo V. De manera alternativa, la cantidad de la fuente
especifica de puzolana o escoria que debe usar no debe ser menor a la cantidad ensayada según
la ASTM C1012 y debe cumplir con los requisitos de 4.5.1. (5)
El contenido de iones cloruros solubles en agua proveniente de los ingredientes incluyendo el
agua, agregados, materiales cementantes y aditivos de las mezclas de concreto deben ser
determinados según los requisitos de ASTM C1218M, a edades que van de 28 a 42 días. (6)
Se deben cumplir los requisitos de 7.7.5 véase 18.16 para tendones de preesfuerzo no
adheridos. (7)
Para concretos livianos véase 4.1.2.
Adicionalmente enfatiza que debe hacerse una adecuada selección y
especificación de: materiales, relación a/c, resistencia, contenido de aire
incorporado, compactación, uniformidad, recubrimiento y curado.
La información anteriormente descrita se pude complementar con algunas Normas
Técnicas Colombianas que definen procedimientos y especificaciones para la
caracterización del Cemento y los agregados, algunas de ellas son:
Norma NTC 110: Método para determinar la consistencia normal
Norma NTC 220: Mezcla mecánica para la preparación de morteros
Norma NTC 111: Prueba para determinar la fluidez de morteros de cemento
Norma NTC 118: Tiempo de fraguado
Norma NTC 221: Peso específico del cemento
Norma NTC 33: Finura Blaine
Norma NTC 220: Resistencia a la compresión
Norma NTC 127: Método para determinar el contenido de materia orgánica en
arenas usadas en la preparación de morteros u concretos.
Norma NTC 237: Método para determinar el peso específico y la absorción.
Norma NTC 77: Granulometría. [53]
Toda la normatividad referenciada en este capítulo plasma algo de lo que a nivel
nacional e internacional se tienen como apoyo y referencia al tema de durabilidad.
40
5.8 RELACION ENTRE PERMEABILIDAD Y POROSIDAD DE CONCRETOS
Cuando el concreto fragua se forma una estructura de poros que define el
comportamiento del concreto ante la agresividad del entorno. Esta porosidad se
hace importante no sólo por el tamaño y distribución de los poros, sino por su
conectividad.
La porosidad: puede clasificarse así:
Porosidad total. Es la relación entre el volumen de poros y el volumen total
de la muestra.
Porosidad abierta: es la que se refiere a los poros conectados con el
exterior.
Porosidad permeable: parte de la porosidad abierta que corresponde a los
poros intercomunicados entre sí, permitiendo el paso de un fluido al interior
del concreto.
Porosidad superficial en fondo de saco: corresponde a una parte de la
porosidad abierta, cuyos poros no están comunicados entre sí.
Porosidad cerrada: incluye los poros no conectados con el exterior.
En la Figura 2 se ilustran los tipos de poros que pueden existir en una matriz
cementante. La permeabilidad no depende de la permeabilidad total, sino de la
porosidad permeable [49].
41
P = Porosidad permeable
C = Porosidad cerrada
S = Porosidad superficial de fondo de saco
Pasta de cemento
- - - - - Posible recorrido de flujo de un gas o un liquido
FIGURA 2. Tipos de porosidad
La porosidad está íntimamente ligada con el fenómeno de corrosión del refuerzo:
mientras mayor sea el contenido de humedad en los poros, menor será la
resistividad eléctrica y por consiguiente mayor la velocidad de corrosión [53].
Los poros en el concreto pueden proceder de [49]:
La estructura interna de los granos de cemento: su tamaño los hace
despreciable en cuanto a influencia en la permeabilidad
El aire que se incorpore a la mezcla en forma intencional.
Los agregados y su estructura interna.
El asentamiento, generando huecos entre los agregados.
Capilares que se generan en la interface entre los diferentes componentes.
Producto de las transformaciones químicas se genera gel.
La evaporación del agua que no hace parte de la hidratación.
Entre los ensayos normalizados para medir la capacidad de absorción en pastas,
morteros y concretos se citan los siguientes:
42
Métodos de medición de ganancia de peso por inmersión total de la
probeta, Método B: S y método ASTM.
Ensayo de absorción superficial, Método ISAT.
Prueba de Figg, método hipodérmico, aire y agua.
Prueba de absorción de la cubierta del concreto, CAT.
Método AUTOCLAM, que evalúa la permeabilidad al agua y al aire.
Aplicación del agua mediante rocío a una presión de 0.5 Kpa durante 24
horas y evaluación de la profundidad de penetración.
Métodos de succión capilar, norma Sueca y norma Suiza.
Técnicas eléctricas de registro periódico para pruebas “in situ”.
La desventaja en general, para la mayoría de los métodos, es la falta de acuerdo
en el preacondicionamiento de la muestra antes de efectuar el ensayo; esto impide
la comparación de los resultados obtenidos por los diferentes investigadores.
En la Tabla 15 se presentan algunos criterios para la evaluación del concreto
basada en la porosidad.
TABLA 17. Criterios de evaluación basada en la porosidad [53].
% POROSIDAD TOTAL OBSERVACIONES
10% Indica un concreto de buena calidad y
compacidad.
10% - 15% Indica un concreto de moderada
calidad.
> 15% Indica un concreto de durabilidad
inadecuada
Para obtener la porosidad total de una masa de concreto se usa la norma ASTM
C642, “Ensayo de densidad, absorción y porosidad en concreto endurecido”,
método que permite la determinación de la densidad, porcentaje de absorción y el
43
porcentaje de poros en un concreto endurecido. Las muestras utilizadas en este
método pueden ser cilindros, cubos, núcleos con un volumen menor que 350 cm3.
Para establecer y comparar la relación entre porosidad y permeabilidad, se
utilizan valores de densidades aparentes y absolutas del material. La Figura 3
relaciona la porosidad capilar con la permeabilidad; nótese el incremento
geométrico en la permeabilidad para porosidades superiores al 30%.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40
Porosidad capilar (%)
Co
efi
cie
nte
de
pe
rme
ab
ilid
ad
x
10
´-1
3 (
cm
/ s
)
FIGURA 3. Relación entre permeabilidad y porosidad capilar de la pasta [48]
44
5.9 PERMEABILIDAD AL AIRE
El alcance de este trabajo se limita a estudiar la permeabilidad al agua. Sin
embargo, existe una notable relación entre la permeabilidad al aire, o a gases, y la
permeabilidad al agua, consignada en gran cantidad de información encontrada
durante la revisión bibliográfica. De tal manera, se presenta a continuación una
breve síntesis de los aspectos más importantes de este tema.
Los principales agentes que motivan el estudio de la permeabilidad a gases son
vapor de agua y dióxido de carbono. Los ensayos de permeabilidad a gases
tienen una metodología bien definida en diversos estándares pero adolecen de
similares falencias a los de los ensayos para permeabilidad de líquidos,
especialmente que no permiten predecir la vida útil de las estructuras con base en
sus resultados y que no existe una clara especificación entre los resultados y la
vulnerabilidad del material ante procesos de agresión por difusión.
Existen diversos dispositivos para medir “in situ” la permeabilidad al aire del
recubrimiento del concreto. Algunos se basan en crear un vacío dentro de una
celda colocada sobre la superficie del material bajo estudio para medir la velocidad
con que la presión retorna al valor de la presión atmosférica; en dicha cámara, al
igual que en los dispositivos para medir la permeabilidad al agua, se debe
asegurar flujo unidireccional [49].
El aumento en la temperatura es un factor que influye en la velocidad de
penetración de gases, ya que incrementa la velocidad del movimiento de
moléculas lo que facilita su transporte; a su vez, la disminución de temperatura
puede generar condensaciones, produciendo incrementos locales del contenido de
humedad.
Cuando se habla de permeabilidad a gases, se debe hablar del fenómeno de
carbonatación, el cual como ya se ha mencionado, consiste en la penetración por
45
difusión de dióxido de carbono en el interior de la matriz cementante del concreto
lo que representa riesgo de corrosión en el refuerzo cuando el frente de
carbonatación avanza a través del recubrimiento hasta alcanzarlo. Éste fenómeno
es función del tiempo, de la humedad del concreto, de la porosidad, que está
directamente relacionada con la relación a/c, y del contenido de materia alcalina
carbonatable. Es decir, que si el elemento de concreto está en contacto con el
aire y si existe dentro de la matriz cementante cal libre, componente que es
siempre un subproducto de la hidratación del cemento, es un asunto de tiempo
que el CO2 del aire se difunda hacia el interior del elemento y eventualmente
alcance el refuerzo produciendo su corrosión.
La medición de características de permeabilidad y de alcalinidad de una pasta de
cemento puede determinar la vulnerabilidad del material a la difusión del gas en su
interior. Sin embargo, el avance del frente de carbonatación puede medirse
directamente, analizando muestras del interior del concreto, a diferentes
profundidades [53].
46
6 FACTORES DE MAYOR INFLUENCIA EN LA PERMEABILIDAD DE LOS
CONCRETOS
En términos generales, la resistencia a la corrosión del concreto depende de
diferentes aspectos, desde su estructura misma, hasta las condiciones y métodos
de transporte, mezclado y la misma ejecución y posterior mantenimiento y
seguimiento a la obra durante su vida útil; la consideración del grado de
agresividad química, o de procesos físicos a que se va a ver expuesta la masa de
concreto permitiría definir unas condiciones de precaución y protección mínimas,
aplicadas desde el propio diseño de la mezcla, y en función del tipo y ubicación de
la obra. Además, deben tenerse en cuenta consideraciones básicas como el
empleo del cemento adecuado, los agregados adecuados, los cuidados en la
mezcla y la protección superficial, entre otros.
En general, se puede decir que los factores que influyen en la permeabilidad de
concretos se originan en sus materiales constituyentes, en los métodos empleados
en su preparación y en el grado y calidad de los procesos de curado.
Los factores de mayor influencia en la permeabilidad de los concretos se podrían
agrupar, por ejemplo, en los relacionados con el ambiente y los relacionados con
las características propias del concreto. Para los primeros, podrían influir las
condiciones climáticas del lugar y algunas condiciones especiales como
exposición a altas temperaturas, posibilidades de incendio, sometimiento a ciclos
de hielo y deshielo, humedecimiento-secado, etc. Para los segundos, se tendrían
en cuenta condiciones especiales del proyecto en cuanto a materiales
constitutivos del concreto, procesos constructivos, diseños especiales, detalles
arquitectónicos, mantenimiento. En la Figura 4 se ilustra la complejidad de las
relaciones que influyen en el transporte de agentes agresores en el concreto.
FIGURA 4. Relaciones entre permeabilidad y mecanismos de transporte en el concreto [53].
48
De acuerdo con los resultados de la revisión bibliográfica, las principales variables
que influyen, en menor o mayor medida, en la permeabilidad de los concretos son:
Relación agua/cemento.
Finura del cemento
Tiempo de curado.
Presencia de aditivos.
Geometría de la probeta estándar
Diferencia de porosidad de los agregados
Cabeza de presión
Humedad del ambiente
Vacíos por compactación
El análisis de la influencia que estos factores tienen sobre la permeabilidad se ve
afectado por la complejidad del fenómeno, ya que el coeficiente de permeabilidad
no es constante a través de toda la pasta.
Además, existen otros efectos relacionados de manera indirecta, como el hecho
de que el elemento este o no sometido a cargas, lo que, según la literatura
consultada, aumenta en forma considerable la permeabilidad de los concretos [3]
A continuación se detallan los efectos de los principales factores, a saber, la
relación agua/cemento, la porosidad y el tiempo de curado.
6.1 Relación agua/cemento
A medida que disminuye la relación agua/cemento, genera disminución de la
porosidad y el concreto se vuelve más impermeable, bajo adecuados procesos de
mezcla, transporte, colocación y curado del concreto. Además, una baja relación
agua/cemento aumenta la resistencia del concreto y por consiguiente su tendencia
al agrietamiento disminuye.
49
Muchas referencias establecen la variación de la permeabilidad para diferentes
relaciones a/c de acuerdo con el tiempo de hidratación. La siguiente tabla
relaciona valores máximos recomendados de la relación agua/cemento, para
concretos que deben prestar servicio en condiciones de exposición donde se
desea obtener bajas permeabilidades, para darle mayor protección a las
estructuras y así evitar su rápido deterioro.
Estos valores comparativos, no están relacionados con ninguno de los métodos
planteados en el anterior capitulo y se plantean como referencia a los valores
obtenidos relacionándolos con relaciones a/c y son producto de la recolección de
información obtenida de valores resultantes por diferentes métodos.
TABLA 18. Permeabilidad v.s relación a/c [26]
Condiciones de riesgo de
deterioro en que se
requiere baja permeabilidad
del concreto
Relación a/c máxima
recomendada
Intervalo de magnitud
probable del coeficiente de
permeabilidad de la pasta
madura, m/s
Según ACI 201:
Alto riesgo de corrosión del
refuerzo
0.40 1415 105.2/105.7 xx
Ataque severo por sulfatos
y/o mediano riesgo de
corrosión del acero de
refuerzo.
0.45 1415 105/1010 xx
Ataque moderado por
sulfatos y/o riego moderado
de corrosión del acero de
refuerzo
0.50 1414 105.7/105.2 xx
Según ACI 301
Exposición a la intemperie en
lugares de clima frio (por
efecto de congelación y
deshielo y sales congelantes)
0.53 1414 1010/105 xx
50
Conforme aumenta el tamaño del agregado , el concreto resulta más permeable ,
ya que el aumento del tamaño incrementa las condiciones para generar
asentamiento y la acumulación de agua de sangrado debajo de ellas, además el
aumento del tamaño máximo acentúa la diferencia de las magnitud de los cambios
volumétricos de origen térmico entre la pasta de cemento y los fragmentos
grandes de agregado, generándose microfisuras alrededor de las gravas grandes
que afectan la permeabilidad de las estructuras.
6.2 Porosidad de la pasta
La permeabilidad del concreto no es sólo función de la porosidad (sumatoria de los
poros de la pasta de cemento y de los agregados), sino que también depende del
tamaño, distribución y continuidad de los poros; además el concreto es por
naturaleza un material poroso, lo cual puede explicarse por el hecho de que
aproximadamente el 70% del agua empleada para su elaboración no es utilizada
en el proceso de hidratación y, al evaporarse, deja en la mezcla una red de poros
que puede servir de entrada futura de agentes agresores. De otro lado, los poros
que existen en el concreto pueden proceder de la estructura interna de los granos
de cemento, el aire que intencionalmente se puede incorporar, la estructura
interna de los agregados, el asentamiento de la mezcla, los capilares originados
en la interfase de los diferentes componentes, el gel producto de las
transformaciones químicas y de la evaporación de parte del agua.
Existen algunos casos en que la porosidad no es directamente proporcional a la
permeabilidad: es posible introducir en el concreto una red de poros microscópicos
no conectados entre sí, que protegen el concreto y mejoran la impermeabilidad.
Sin embargo, en general, puede afirmarse que, a mayor porosidad, mayor
permeabilidad de la pasta
51
6.3 Curado
El curado es el proceso que busca mantener en el concreto una temperatura y un
contenido de humedad adecuados durante los primeros días después del vaciado,
para que puedan desarrollarse las propiedades deseadas. Un buen curado se ve
reflejado en unas adecuadas condiciones de resistencia y durabilidad. Aunque la
cantidad de agua que se utiliza en la mezcla es mayor que la que es necesario
retener en el proceso de curado, la pérdida excesiva de agua en las primeras
horas posteriores al vaciado puede reducir la cantidad retenida de esta hasta
niveles inferiores de los necesarios para la hidratación. En la Figura 5 se muestra
la relación entre el tiempo de curado y la pérdida de agua en la mezcla, para
mezclas con diferentes relaciones agua/cemento.
A mayor tiempo de curado menor permeabilidad de los concretos, ya que permite
una buena hidratación y disminución de la cantidad y tamaño de los vacíos.
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0 5 10 15 20 25 30
Tiempo de curado ( dias)
Pe
rdid
a p
rom
ed
io d
e a
gu
a e
n 4
8
ho
ras
( l
t/ m
²/h
ora
s)
a / c 0.50
a / c 0.65
a / c 0.80
FIGURA 5. Efecto de la relación a/c y el tiempo de curado [15]
La pérdida de agua por evaporación es, a su vez, función de la temperatura y la
humedad relativa ambiente, la temperatura del concreto y la velocidad del viento a
que esté expuesto el concreto. En la Figura 6 se presenta un diagrama con el
que puede estimarse la tasa de evaporación con base en estas variables.
52
HUMEDAD RELATIVA (%) TEMP. CONCRETO (°C)
TEMP. AIRE (°C)
VELOCIDAD DEL VIENTO (km/h)
RA
ZO
N D
E E
VA
PO
RA
CIO
N
(k
g/(m
2 h)
FIGURA 6. Efectos de la temperatura, la humedad relativa y la velocidad del viento
con la velocidad de evaporación del agua [27]
De tal manera, partiendo de la temperatura del aire, se traza una línea vertical
hasta la curva correspondiente a la humedad relativa
Luego se traza una línea horizontal hasta la curva representativa de la
temperatura del concreto. A continuación, una línea vertical hasta la recta de
la velocidad del viento imperante Y, por último, una línea horizontal para
encontrar la tasa aproximada de evaporación.
De otra parte, el agua de curado tiene el propósito secundario de mantener el
concreto a temperaturas propicias para el desarrollo de la hidratación, puesto que
a temperaturas menores de 10 ºC el desarrollo de resistencias a edades
53
tempranas se ve disminuido e, inclusive, anulado. Así mismo, temperaturas
demasiado altas pueden resultar en tiempos de fraguado demasiado cortos.
En resumen, el curado tiene el propósito fundamental de asegurar la disponibilidad
de agua para una completa hidratación y una mínima evaporación, y, además, el
propósito secundario de mantener una temperatura adecuada que permitan el
desarrollo de las propiedades deseadas.
Un buen curado se puede llevar a cabo de varias maneras, como:
Aplicación continúa de agua por inundación, rociado, vapor o cubierta de
materiales saturados como tejidos de fique o algodón, tierra, arena, aserrín,
paja o heno.
Prevención de pérdida excesiva de agua del concreto utilizando materiales
como hojas de papel reforzado o de plástico, o por la aplicación de
compuestos químicos para curado, que forman una membrana al aplicarse
sobre el concreto fresco [27].
En la Figura 7 se presenta la reducción de la permeabilidad en mezclas curadas a
diferentes tiempos, con respecto a la permeabilidad en una mezcla curada por 60
días. Puede verse la dramática diferencia en porcentajes de permeabilidad a
Manero y mayor tiempo de curado.
54
0
50
100
150
200
250
300
350
0 50 100 150 200 250 300
Tiempo de curado ( dias)
Po
rce
nta
je d
e p
erm
ea
bilid
ad
resp
ecto
a la d
e 6
0 d
ias
( %
)
FIGURA 7.Efecto del tiempo de curado sobre la permeabilidad [48]
De igual forma y como relación adicional, se presenta la siguiente figura que
muestra como la resistencia final del concreto tiene relación con el tipo de curado
adicional al tiempo.
92%
77%
84%86%82%80%
95%
79%
85%90%
84%86%
95%
75%80%
89%84%
81%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Edad ( dias)
1 2 3 4 5 6
3
7
28
55
Donde:
1. Sumergido en agua a temperatura ambiente
2. Sin curar.
3. Con curador.
4. Con plástico.
5. Rociado 7 días
6. Rociado 3 días
FIGURA 8. Resistencia por tipo de curado [45]
Relación del efecto del tiempo de curado y el coeficiente de permeabilidad, para
una relación agua/cemento constante de a/c = 0.51.
TABLA 19. Permeabilidad v.s tiempo de curado
Tiempo de curado
( días)
Coeficiente de
permeabilidad ( m/ s)
1 10 -8
3 10 -9
7 10 -11
14 10 -12
28 10 -13
90 10 -16
Recordemos que la relación agua/ cemento es un factor importante en la
porosidad del volumen de concreto y en la permeabilidad del mismo. Algunos
valores que relacionan las tres variables se presentan en la siguiente tabla:
56
TABLA 20. Comparación de la permeabilidad y la porosidad capilar [15]
Coeficiente de
permeabilidad ( m/ s)
Pasta de cemento
Porosidad (%) a / c
1.7 x 10 -11 30 0.71
8.0 x 10 -13 28 0.66
3.3 x 10 -14 15 0.48
3.5 x 10 -15 6 0.38
6.4. Otros factores
De otro lado, la presencia de aditivos y adiciones en el concreto permiten el
desarrollo de algunas propiedades, que mejoran las características del concreto
ante ciertas condiciones (en algunos casos desfavorecen otras), es así como el
humo de sílice ha sido quizás la adición más representativa en lo que refiere a la
búsqueda de concretos impermeables [15].
TABLA 21. Influencia del humo de sílice en la permeabilidad del concreto
Contenido de
cemento ( kg/m³)
Humo de sílice
(% peso)
a/s Coeficiente de
permeabilidad
(10 -12 m/s)
100 - 2.4 12
100 10 2.3 1
250 - 0.8 0.6
250 10 1.0 0.1
400 - 0.5 0.007
400 10 0.5 0.04
De acuerdo con la literatura estos valores de referencia no se asocian a ninguno
de los métodos planteados en el capitulo anterior, y podría ser el resultado del
análisis de valores encontrados con diversos métodos para variables conocidas.
57
Adicionalmente, debe tenerse en cuenta que la permeabilidad al agua del concreto
está influenciada también por el grado de compactación, la presencia de juntas,
fisuras o heterogeneidades, así como la forma del mantenimiento de la estructura
en el tiempo. [31]
Muchos estudios en el mundo le dan importancia a otros factores; por ejemplo,
Banthia [2], considera otros aspectos como la influencia en la permeabilidad de los
concretos ante la aplicación de cargas, obteniéndose resultados sorprendentes en
cuanto a los cambios en los coeficientes de permeabilidad obtenidos. Por lo tanto,
las consideraciones actuales para realizar ensayos para cuantificar la
permeabilidad de los concretos podrían estar arrojando errores significativos del
grado de permeabilidad de los concretos.
Sugiyama [36], que estudia el coeficiente de difusión a cloruros y la permeabilidad
a gases de concretos en diferentes mezclas, también clasifica la relación
agua/cemento y el curado como los factores más importantes y de más peso a
tener en cuenta en la cuantificación de la permeabilidad tanto al aire como al agua.
Además de la red de poros, las microfisuras también son consideradas como un
factor determinante en la facilidad de entrada de agentes externos, recalcando en
el hecho de que la conectividad que haya entre estos es el factor de relevancia, ya
que esto facilita el rápido transporte de agentes desde el exterior.
Independientemente de la porosidad de la pasta, el agrietamiento del concreto
influye en su permeabilidad [42]. La presencia de grietas en el concreto, permite la
entrada de agentes agresores, tanto físicos como químicos que a diferentes
plazos genera deterioro del concreto; es decir, concretos más agrietados son más
permeables, y, a su vez, concretos permeables son más vulnerables a ataques
físicos y químicos que producen aparición, propagación y crecimiento de grietas,
generándose un peligroso círculo vicioso de disminución de la durabilidad.
58
Adicionalmente a los propios de los materiales, otros factores relacionados con el
diseño y la construcción de estructuras de concreto pueden afectan directamente
la permeabilidad:
Juntas planeadas y/o juntas frías por deficiencias constructivas.
Juntas de construcción mal ejecutadas.
Mala ubicación de juntas operativas.
Cambios volumétricos del concreto no considerados en el análisis
estructural o en exceso de los calculados.
59
7 MECANISMOS DE TRANSPORTE EN EL INTERIOR DEL CONCRETO
La interacción de la capa superficial del concreto con el ambiente externo, es un
parámetro importante en muchos procesos de degradación (ingreso de cloruro y
sulfatos, carbonatación, ciclos de hielo-deshielo, etc.). Independientemente de la
naturaleza del sistema de poros de la pasta de cemento, las propiedades de los
mecanismos de transporte de sustancias en el interior del concreto gobiernan las
características de durabilidad de un concreto determinado [53]
7.1 Difusión del vapor de agua
La diferencia de presiones de aire entre dos medios separados por un material
poroso puede producir un flujo de vapor de agua que depende de la
permeabilidad, el espesor del material y el gradiente de presiones.
7.2 Evaporación
Cambio de fase del agua a temperatura ambiente. Este frente húmedo o interfase
agua-vapor puede producirse en la superficie o al interior generando fenómenos
como la cristalización de sales higroscópicas.
7.3 Absorción de agua liquida
Penetración de agua por acciones como el viento, la lluvia o por efecto de
presiones hidrostáticas.
7.4 Succión capilar
Proceso físico complejo que ocurre dentro de materiales porosos por la
combinación de fuerzas electromagnéticas, tensión superficial el agua y presión
atmosférica.
Estos fenómenos están asociados a la forma, distribución, tamaño y conectividad
de la red de poros. A continuación se presenta una tabla de clasificación de los
poros y su diámetro.
60
TABLA 22. Tamaño de poros [19].
Clasificación según la dimensión de los poros
Microporos < 10-7 m Sin capilaridad
Poros capilares 10-7 – 10-4 m Acción capilar
Poros de aire >10-4 m Sin capilaridad
De igual forma se presenta a continuación una tabla comparativa en cuanto al
volumen aparente para diferentes materiales, donde se tiene como referencia el
concreto.
TABLA 23. Porosidad [19]
Porosidad Volumen aparente Volumen
Ladrillo macizo 19 % 29 %
Concreto 14 % 22 %
Concreto alveolar 29 % 72 %
FIGURA 9. Estructura porosa del concreto [19]
61
8 PRINCIPALES METODOS PARA LA CUANTIFICACION Y MEDICION DE LA
PERMEABILIDAD DE CONCRETOS Y MORTEROS
Medir la permeabilidad de una matriz de material compuesto, como la del
concreto, no es tarea fácil debido a la gran cantidad de variables involucradas en
el proceso de migración de gases y líquidos en tales materiales y a la dificultad de
asegurar un flujo constante que pueda caracterizar la medida[16]. Es por ello que
aún hoy en día no exista todavía un ensayo normalizado de aceptación general.
Como lo menciona Abdullah [1], a pesar de la gran cantidad de estudios sobre
permeabilidad que se reportan en todo el mundo, no existe un ensayo para medir
la permeabilidad que genere consenso ni unos valores de referencia que permitan
establecer comparaciones y clasificaciones de concretos y morteros en función de
su durabilidad. Además, los diferentes ensayos para medir la permeabilidad son
demasiado sensibles a las condiciones del método y de las muestras que varían
significativamente los resultados.
En la literatura internacional sobre el tema existen diversas propuestas para
métodos y ensayos de medida de la permeabilidad del concreto como método de
presión, método de absorción superficial inicial, medición de la permeabilidad por
nitrógeno a presión, medición de la permeabilidad al aire, porosimetría por
inclusión de mercurio, resistividad eléctrica, método de succión capilar, método del
disco, entre otros [15]. Algunos están normalizados, otros no; varios de estos
métodos presentan dificultades en cuanto al montaje y a la realización de las
muestras e, inclusive, en algunos casos existen inquietudes acerca de la influencia
que el mismo procedimiento puede tener sobre la microestructura del concreto
generando resultados con alta variabilidad [15].
En general, los ensayos, normalizados o no, para medir permeabilidad, no
contienen especificaciones acerca de la edad de los especímenes, por cuanto su
objetivo es ofrecer un indicador de la permeabilidad de cualquier muestra. Sin
62
embargo, la edad del concreto es una variable que influencia significativamente la
medida efectuada, especialmente para concretos a edades tempranas. La
hidratación del cemento es un proceso continuo en el tiempo; sin embargo, la
mayor parte de los cementantes se hidratan entre los primeros 30 a 90 días de
edad del concreto, dependiendo de las características de los cementantes
utilizados y de las condiciones ambientales. Por otra parte, el subproducto de la
hidratación, Ca(OH)2 o cal libre, puede, a su vez, reaccionar con agentes internos
o externos, como puzolanas añadidas a la mezcla o CO2 del medio ambiente que
penetra la matriz por difusión, reduciendo la permeabilidad en función del tiempo
de reacción. Por todo lo anterior, las medidas de permeabilidad pueden
considerarse más estables para especímenes probados con más de 90 días de
edad. [13].
A continuación se presentan algunos de estos métodos, clasificados de acuerdo
con su mecanismo de funcionamiento.
8.1 Métodos basados en las propiedades eléctricas del concreto.
Estos métodos aprovechan las propiedades eléctricas del concreto en particular la
resistividad eléctrica [14]: en la mayoría de ellos se colocan cuatro electrodos en
contacto con la superficie separados 50 mm, se hace pasar una corriente conocida
entre los electrodos exteriores y se mide la diferencia de potencial entre los
electrodos centrales, obteniéndose la resistividad eléctrica del recubrimiento.
La norma ASTM C1202 [51] plantea un método donde se mide la resistencia del
concreto al paso de corriente alterna, estimando la permeabilidad de la matriz con
base en la conductividad calculada.
Zhao [37], por su parte, plantea un método alternativo a la norma ASTM C1202,
alternativa usada para medir la resistencia del concreto a la penetración de iones
de cloruro que genera problemas de corrosión en el refuerzo, el cual presenta
ventajas en cuanto a sencillez y ahorro en tiempo.
63
El método propuesto por Zhao puede realizarse en seis horas induciendo un
voltaje que polariza dos soluciones en positivo y negativo obligando a los iones
de cloruro a penetrar en el concreto y tomándose posteriormente las medidas
necesarias.
La investigación de Xinying Lu [20] desarrolla el estudio del comportamiento
eléctrico del concreto, considerando que la corriente eléctrica se desplaza por la
ruta más débil que es la que se hace importante dentro de la permeabilidad de
concretos. Los resultados muestran algunas dificultades en relación con el voltaje
y los parámetros físicos y químicos del concreto, pero hasta ciertos límites de
voltaje la relación es casi lineal con respecto a la relación agua/cemento,
esfuerzos de compresión y volumen de pasta, permitiendo la comparación para
diferentes volúmenes de mezcla y tiempos de curado.
8.2 Métodos basados en la medida del ingreso de sustancias hacia el interior
de la matriz cementante.
La técnica de absorción superficial ISAT [15], consiste en determinar la absorción
superficial del concreto, después de un intervalo establecido desde el inicio del
ensayo, al colocarse sobre la superficie una cantidad determinada de agua, bajo
temperatura constante. Algunos autores opinan que la técnica ISAT es aplicable
solamente para medir absorción, fenómeno que, argumentan, ocurre en la
superficie y no representa la permeabilidad en el interior de la matriz [53]
Otro ensayo de este tipo, es el de la técnica de succión capilar, que se realiza con
el fin de evaluar la capilaridad del concreto. En esta técnica se determinan
parámetros como el coeficiente de absorción capilar, la resistencia a la
penetración de agua y el tiempo de saturación de la probeta. Además se puede
calcular la porosidad total [53].
64
8.3 Métodos basados en aplicación de presión
En Colombia existe la NTC 4483, que es el método de ensayo para determinar la
permeabilidad del concreto en agua. Este método donde se somete la muestra a
una presión constante durante tres días, después de los cuales se entra a
determinar si el fluido atravesó todo el espesor de la muestra, caso en el cual se
determina la velocidad de flujo relacionándolo con el volumen que atraviesa en
ciertos intervalos de tiempo; si el flujo no atraviesa la muestra, se hace un corte
perpendicular y se mide la profundidad de penetración, la cual se considera como
parámetro para definir el nivel de permeabilidad o impermeabilidad de la masa de
concreto.
El método de la porosimetria por intrusión de mercurio, muy usado en el mundo
[9], se basa en inundar las muestras con mercurio mientras se someten a
intervalos crecientes de presión. Para cada escalón de presión, se mide el
volumen de mercurio introducido en los poros. Este método permite en forma
sencilla conocer la distribución de los tamaños de los poros en el concreto. Sin
embargo, a medida que la presión se incrementa, existe el riesgo de modificar la
estructura del concreto, induciendo una medida no representativa de la
permeabilidad de la matriz afectada. Este riesgo es inversamente proporcional a
la resistencia del concreto en el momento del ensayo.
8.4 Presentación de los métodos
A continúan se presenta un cuadro comparativo donde se presentan los ensayos
más representativos para la medición de la permeabilidad en concretos y
morteros, planteando algunos aspectos comparativos y generalidades en cuanto a
los métodos, su descripción y algunas ventajas y desventajas.
65
TABLA 24. Comparativo ensayos y procedimientos medida de permeabilidad
NOMBRE DESCRIPCION MUESTRA PROCEDIMIENTO ESQUEMA REFERENCIA
1 Una alternativa de
medicion de la
permeabilidad del
concreto, ASTM
C1202
La resistencia del concreto es medida
con corriente alterna y la conductividad
calculada refleja la permeabilidad. este
metodo utiliza la determinacion de la
conductibilidad electrica del concreto
que provee un rapido indicativo de la
resistencia a la pen
el especimen de concreto
φ10 x 5 cm
Se desmolda muestra despues de 24 horas de
vaciado. Se usan dos muestran y se obtiene el
promedio. Se mide la resistencia y esta es llevada a
conductancia (inverso de la resistencia)
An alternating test method for concrete
permeability. T.J. Zhao, C.H zhou, J. Q. Zhu,
N.Q feng. Cement and concrete research.
1998
2 Voltaje critico Tamaño maximo del
agregado 25 mm. Cubos de
150 x 150 x 150 mm.
Prismas de 100 x 100 x 300
mm curados a 20 ° C
durante 4 semanas
Se corta del prisma una muestra de 10 mm de
espesor y es secada a 75° C hasta que se obtenga
una masa constante. (4 a 7 dias) . Se aplica el voltaje
a los electrodos a cierta velocidad en un rango de 10-
1 kV/s.
Evaluation of concrete permeability by critical
voltage. Xinying Lu, Meixia Chen, Fang Yuan.
Cement and Concrete Research. Agosto de
1999
3 Resistividad electrica Se colocan 4 electrodos humedecidos previamente en
contacto con la superficie de concreto separados 50
mm haciendo pasar una corriente entre los electrodos
de los extremosy midiendo la diferencia de potencial
entre los electrodos centrales., midiendo la r
Permeabilidad del concreto y su valoracion.
Gabriel Gomez
ENSAYOS BASADOS EN LAS PROPIEDADES ELETRICAS
66
NOMBRE DESCRIPCION MUESTRA PROCEDIMIENTO RESULTADOS ESQUEMA REFERENCIA
4 Permeabilidad de
concretos y mortero
Celda de aluminio separada en dos
partes, la parte superior de mayor
diametro. Seccion circular
Dametro 13 cm y espesor 5
cm.
Muestra secada al horno a 105° C Se coloca metanol
en la celda. Se coloca la muestra en la parte alta de
la celda y se adhiere con silicona, se sumergen 2/3
de la celda en agua
Development of a permeability apparatus for
concrete and mortar. Abdullah M Alshamsi,
Hassan D.A. Imran. Cement and concrete
research. 23 de dicimenbre de 2001
5 Metodo de absorcion
superficial inicial
Usado especialmente para concretos
de recubrimiento. Norma BS 81, parte
208. no recomendado para valorar la
permeabilidad del concreto interno.
Necesario un sello hermetico del
dispositivo.
Capsula de material impermeable y no corroible
(acrilico o poliester). Se determina el area de agua en
contacto con la muestra . Se recomiendan muestras
secas. ( preferiblemente al horno a 105° C durante 24
horas). Altura de agua respecto a la superficie
Permeabilidad del concreto y su valoracion.
Gabriel Gomez
6 Metodo de la sucion
capilar
Muestra de 50 mm de
diametro por 50 mm de
altura.
Se sumerge en agua aproximadamente 3 mm de la
muestra y se determina a diferentes intervalos de
tiempo la variacion de la masa.
Se determina el valor del
coeficiente de succion capilar a 24
horas.
Permeabilidad del concreto y su valoracion.
Gabriel Gomez
7 Absorcion de agua Se evalua la porosidad del material
mediante la medicion de la cantidad de
agua absorbida en un area
determinada.
Se adhiere a la superficie de concreto o mortero un
tubo de 10 mm de diametro y 100 mm de longitud y
se llena con agua, determinado la cantidad de agua
absorbida, en cierto periodo de tiempo.
Permeabilidad del concreto y su valoracion.
Gabriel Gomez
ENSAYOS BASADO EN INGRESO DE OTROS AGENTES
67
NOMBRE DESCRIPCION MUESTRA PROCEDIMIENTO RESULTADOS ESQUEMA REFERENCIA
8 Metodo de presion NTC 4483: determinacion de K
(coeficiente de permeabilidad). Flujo
constante ( concretos alta
permeabilidad) y profundidad de
penetracion ( concretos de baja
permeabilidad).
Muestras cilindricas de 15 x
30 cm.
A los 28 dias corte con disco diamantado, se toma
muestra de 10 mm de espesor. Ensayar minimo tres
muestras. Garantizar flujo unidireccional.. Se monta
en maquina.Presion de 0,7 Mpa durante 4 dias.
Saturada la muestra y logrado flujo constante, se
determ
Flujo constante:
k= (ρ. L. g. Q) / (P.A).
Profundidad de peneatracion:
k= (D². v) / 2. T.h
Permeabilidad del concreto y su valoracion.
Gabriel Gomez
9 Determinacion de la
permeabilidad
Permeabilidad al agua bajo presion del
hormigon endurecido. Aplicable a
hormigones con alta permeabilidad.
UNE 83-301/302/306
Cubica o cilindrica 15 x 20 o
300 mm de arista.
Se coloca probeta en dispositivo que permita colocar
probeta con especificaiones dadas. Utilizar agua
destilada o desionizada.. Caras laterales tratamiento
que impida filtracion de agua, garantizando flujo
unidireccional. Antes del ensayo se obtienen dens
En informe debe aparecer:
identificacion hormigon, forma y
dimensiones de la probeta,
condiciones de conservacion,
fecha, densidad aparente, tipo de
agua, temperatura y humedad,
direccion aplicaion del agua,
valores de presion, volumen de
agua para cada n
Ensayos de hormigon . Norma española. UNE
83-310-90
10 Absorcion capilar Se mide absorcion en una direccion,
existen dos metodos. El primero se
coloca la muestra en un recipiente con
una superficie libre. El segundo mide la
absorcion capilar colocando un
recipiente vertical.
Muestra de seccion
constante. En concretos
con agregado maximo de 20
mm con un area minima de
absorcion de 100 cm²
Se coloca la muestra sobre el recipiente con agua
según el esquema con un nivel no superior 5 mm. Se
deja la muestra un tiempo en el recipiente y lugo se
pesa para ser introducido nuevamente . Esta medicion
se hace por lo menos cinco veces. Considerar la
Se define grafica i v.s t¨(1/2).
Ecuacion i = S. t¨(1/2).
Penetration and permeability of concrete. H.
W. Reinhardt
11 Medida por nitrogeno
a presion
Se taladra una perforacion en la
muestra de 10 mm de diametro y 40
mm de profundidad, sellando fondo con
anillo de goma.
A traves del hueco se introduce Nitrogeno a cierta
presion ( un poco mas de 10 bares), determinandose
el tiempo que tarda en disminuir de 10 a 9 bares
(tiempo de medida de la permebilidad superficial del
concreto)
Permeabilidad del concreto y su valoracion.
Gabriel Gomez
12 Porosimetria por
intrusion de mercurio
Se extraen muestras cilindricas perqueñas del
concreto superficial, diametro 25 mm y altura 40 mm
y se colocan en un porosimetro donde se inundan con
mercurio sometido a presion creciente, midiendo para
cada escalon de presion el volumen de mercurio intro
Permeabilidad del concreto y su valoracion.
Gabriel Gomez
13 Metodo del disco Se hace pasar agua a presion atraves
de un disco de concreto simple
15 cm de diametro y 4 cm
de espesor
Se determina la cantidad de agua
que pasa a intervalos iguales de
tiempo y expesandola como
volumen de agua filtrada por
unidad de area y por unidad de
tiempo. Involucra relacion a/c .
Permeabilidad del concreto y su valoracion.
Gabriel Gomez
ENSAYOS BASADOS EN PRESION
68
9 SELECCIÓN Y DISEÑO DE EQUIPO DE ENSAYO
A pesar de la amplia oferta de métodos y normas para la medición de la
permeabilidad, la ausencia de consenso internacional para la adopción de una
metodología en particular subraya la variabilidad de los resultados y las
incertidumbres asociadas con la representatividad de las medidas obtenidas en
cada caso.
Los métodos basados en la resistividad eléctrica representan una alternativa
atractiva por la rapidez con que pueden obtenerse resultados. Sin embargo, las
incertidumbres asociadas a la representatividad del ensayo aumentan si no se
complementa con la aplicación de presión; a su vez, la combinación de los dos
mecanismos resulta en un incremento notable en el costo del equipo requerido
para efectuar la prueba.
Por lo tanto, se concluye aquí, que, teniendo en cuenta la relación costo-beneficio,
es más eficiente utilizar un método de presión que un método de resistividad
eléctrica o uno combinado. Sin embargo, para disminuir el riesgo de la afectación
de la matriz, es necesario sacrificar eficiencia, aumentando el tiempo de ensayo y
disminuyendo la presión aplicada.
En consecuencia, la propuesta descrita a continuación es una adaptación de la
norma técnica colombiana NTC 4483, que se basa en el flujo constante
unidireccional a través de una probeta de concreto.
La propuesta presentada aquí logra desarrollar un equipo que cumple con las
condiciones de garantizar flujo unidireccional y de evitar la salida del flujo a
presión, a un costo menor que el de equipos similares ofrecidos comercialmente.
Para lograr este diseño se contrató la participación de un ingeniero mecánico
quien propuso alternativas y diseñó la alternativa seleccionada por el autor de este
69
trabajo, de manera que se garantizara las condiciones técnicas especificadas en
las NTC 4483.
Si el equipo diseñado se construye y se prueba con éxito, representará el primer
equipo de su clase disponible en la ciudad para ensayos de permeabilidad,
ensayos que hasta el momento se ejecutan por métodos simplificados, o utilizando
equipos diseñados para otros propósitos, como equipos para ensayos triaxiales en
muestras de suelo o equipos para la medida de permeabilidad en sustratos
rocosos para la exploración de petróleos, el primero de acuerdo a la experiencia
realizada en el laboratorio de materiales de la Universidad EAFIT, donde se aplico
la NTC 4483, pero con variaciones tanto en el equipo de ensayo como en las
dimensiones de la muestra, y donde se manifestaron los inconvenientes con el
costo del equipo y el tiempo de ensayo de mínimo 72 horas, de otra parte en el
laboratorio de petróleos de la Universidad Nacional sede Medellín, también se
usaban variación del ensayo con el ánimo de adaptarlo a los equipos disponibles.
En la Figura 10 se muestra el equipo diseñado cuyos planos detallados se adjunta
a este informe. El plano incluye el detalle de cada una de las partes del equipo, y
especificaciones de materiales para utilizar en su ensamblaje.
El dispositivo de ensayo consiste en una celda compuesta de dos platos con
orificios centrales. Sobre los platos se encuentran adheridos empaques de
Neopreno que forman un sello contra la filtración del agua a presión. Entre los dos
platos se coloca la muestra de ensayo y el anillo de estanqueidad. Los platos y el
anillo de estanqueidad pueden ser de bronce, latón o acero inoxidable, aunque se
recomienda sean realizados en acero inoxidable buscando darle una mayor vida
útil al equipo.
Luego de ajustar las tuercas, que presionan los platos contra el anillo y la probeta,
se procede a presurizar el agua contra la cara superior de la probeta. El agua
para el ensayo se fuerza así dentro del concreto a una tasa de avance que
70
depende de su permeabilidad, de tal manera que, al terminar el tiempo de 72
horas previsto para el ensayo, el agua puede haber atravesado o no toda la
muestra.
Si el agua atraviesa el espesor de la muestra, se considera que ésta se saturó
completamente y se inicia la medición del volumen de agua que pasa
sucesivamente en un intervalo de tiempo determinado, para determinar la
velocidad del flujo.
Si el concreto tiene una permeabilidad tal que, pasadas las 72 horas, el frente de
agua no alcanza a atravesar el espesor de la muestra, se procede a realizar un
corte transversal para medir la profundidad de penetración, con base en el cual se
clasifica la permeabilidad de la mezcla evaluada.
Sin embargo, la NTC 4483 se limita a clasificar la permeabilidad de la muestra
como baja, media o alta, dependiendo de la velocidad del flujo o de la profundidad
de penetración, pero sin diferenciar las permeabilidades relativas entre los dos
casos, a pesar de que es obvio que si el agua no atraviesa la muestra su
permeabilidad es más baja que la de una muestra para la cual el agua pasa al otro
lado en el mismo intervalo de 72 horas bajo la misma presión.
Por lo tanto, en el siguiente numeral se propone una clasificación diferenciada
para cada caso, al utilizar el equipo que aquí se diseña.
Por lo demás, el ensayo no se diferencia de lo especificado en la NTC 4483,
procedimiento que se presenta sucintamente a continuación:
9.1 PREPARACIÓN DE LA PROBETA:
Las dimensiones para las probetas cilíndricas son 0.15 m diámetro por 0.1 m de
altura. La probeta, obtenida según la norma NTC 1377 o NTC 550, debe ser
71
cubierta lateralmente con una pintura epóxica para evitar fugas laterales del agua,
siguiendo las indicaciones del fabricante de pinturas, para ser posteriormente
cubierta con un anillo de Neopreno de calibre 3/16”.
9.2 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO:
Antes de proceder al montaje de la celda, debe adherirse los empaques de
Neopreno en los platos y en el anillo de estanqueidad con la ayuda de algún
adhesivo resistente al agua tal como la Silicona; se sugiere que los empaques
sean cubiertos, posteriormente, en el área que estarán en contacto con las
superficies de concreto con grasa mecánica o vaselina para evitar fugas debidas a
la porosidad del concreto.
Una vez el conjunto del dispositivo esté ensamblado, se coloca sobre la mesa de
recolección de agua y se realizan las conexiones de los acoples de la tubería de
acuerdo con las indicaciones dadas en el plano de montaje.
Luego, llenar el tanque de presurización abriendo la válvula de suministro de
agua, abrir suavemente la válvula superior del anillo de estanqueidad de manera
que se llene el espacio entre este y la probeta, luego abrir las válvulas de entrada
y de desahogo de la tapa hasta que salga sólo agua, esto para asegurar que no
queda aire atrapado entre el plato superior y la probeta.
Nota: La apertura de las válvulas debe realizarse suavemente para evitar cualquier
incremento súbito en la presión al interior de la celda, lo que podría afectar el sello
del dispositivo.
Una vez se asegure de eliminar todo el aire de la celda, cerrar la válvula inferior
(válvula de desahogo) del cilindro de estanqueidad, la válvula de desahogo de la
tapa superior y la de suministro del tanque y proceder a presurizar el tanque
accionando el regulador de presión del aire comprimido ubicado a la entrada del
72
tanque hasta 0.5 MPa (72.52 psi aproximadamente) que es la presión sugerida por
la norma NTC 4483.
Al finalizar el tiempo del ensayo se cierran las válvulas de suministro de la tapa y
del anillo de estanqueidad; se abren las válvulas de desahogo de la tapa y del
anillo (válvula inferior) para despresurizar la celda, se toma el recipiente de
recolección de agua y se mide el volumen que atravesó la probeta para calcular el
caudal Q y así determinar el Coeficiente de Permeabilidad del Concreto.
Según lo especificado en la NTC 4483 (Método de ensayo para determinar la
permeabilidad del concreto en agua), se necesitan mínimo tres mediciones de
cada muestra para obtener ciertos valores de confiabilidad. Estas muestres deben
ser curadas.
73
FIGURA 10. Dispositivo de medición de permeabilidad de concretos
74
FIGURA 11. Detalle de la celda
FIGURA 12. Detalle discos con orificios centrales
75
TABLA 25. Partes del equipo de medición de
permeabilidad
Diseño:
Pl.No:
Descripción
FACULTAD DE MINASESCUELA DE INGENERIA MECANICA Y ELECTRICA
Fecha:
Dibujo:
Especif icacionesMaterial
UNEsc:
Pl. Ref
Modelo:
ObsevacionesRef.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIASEDE MEDELLIN
Aprobo: Reviso:
Cant.
76
10 VALORES DE COMPARACION Y ESTABLECIMIENTO DE RELACIONES
DE LOS DIFERENTES VALORES
Ante la amplia gama de procedimientos presentados, no puede evitarse la
pregunta de cómo comparar los valores obtenidos en cada caso. No es aparente
que haya un valor de referencia que pueda considerarse aceptable para comparar
los resultados de diferentes ensayos.
A continuación se presentan intervalos de valores obtenidos como medida de la
permeabilidad, para algunos de los métodos estudiados.
10.1 NTC 4483
En la Tabla 19 se muestra la clasificación especificada por la NTC 4483 para la
medida de permeabilidad en Concretos, en función de la velocidad del flujo y la
profundidad de penetración del líquido inyectado como fue explicado y tratado en
profundidad anteriormente.
TABLA 26. Permeabilidad de concreto [15]
Valor determinado Permeabilidad
Baja Media Alta
Coeficiente de permeabilidad (m/s) <10-12 10-12-10-10 >10-10
Profundidad de penetración (mm) <30 30-50 >60
Algunas propuestas evalúan el paso del flujo de agua como una variación de la
NTC 4483, tal es el ensayo referenciado en [25], donde se somete la muestra a
una presión de 0.40 bar y basado en los resultados presentados y en experiencias
previas, se sugiere que el concreto encontrado normalmente en estructuras puede
clasificarse en cinco grupos, en función del paso del flujo de agua. El método
utilizado para definir estos valores fue una adaptación del método a presión,
77
aunque no se sustenta el porqué de la variación en la presión, ni se referencia en
alguna normativa.
TABLA 27. Permeabilidad del concreto in situ (variación del método a
presión)[25].
Alta permeabilidad 0 - 1.0 x 10-3 mm /s
Permeabilidad media 10-3 mm /s - 10-4 mm /s
Baja permeabilidad 10-5 mm /s - 10-6 mm /s
Alta impermeabilidad 10-6 mm /s - 10-7 mm /s
Muy alta impermeabilidad 10-7 mm /s - 10-9 mm /s
10.2 PERMEABILIDAD DEL CONCRETO VS. CORRIENTE ALTERNA.
En la Tabla 20 se presenta la clasificación de la permeabilidad de los concretos
según esta metodología, en función de la resistencia al paso de corriente alterna.
Los valores acá obtenidos se lograron al aplicar el método de la resistividad
eléctrica presentado en el capitulo anterior.
TABLA 28. Permeabilidad del concreto vs resistencia eléctrica [15]
Resistencia (Ohm) Permeabilidad
< 350 Alta
350 - 650 Moderada
650 - 1 150 Baja
1 150 - 3 700 Muy baja
> 3 700 insignificante
10.3 METODO DE SUCCION CAPILAR [59].
Como valores de referencia para este ensayo, aparece el estudio realizado por
Torrent [59], el cual adapto un equipo con el ánimo de medir el coeficiente de
78
permeabilidad (kT) del recubrimiento del concreto y define una relación o
clasificación en cuanto a las características de la calidad de la superficie del
concreto que va desde 1 (muy buena calidad) hasta 5 (mala calidad de superficie).
Esta propuesta fue desarrollada a partir de una relación establecida con los
valores obtenidos al utilizar el método de la succión capilar.
TABLA 29. Permeabilidad del concreto por succión capilar con equipo de
Torrent [59]
Índice kT x10-16
m2
Calidad del Concreto en la superficie
1 < 0.01 Muy bueno
2 0.01 – 0.1 Bueno
3 0.1 – 1.0 Normal
4 1.0 – 10 Malo
5 > 10 Muy malo
10.4 PERMEABILIDAD AL AIRE DEL CONCRETO [49].
Existen diversos métodos que establecen relaciones y formulas que permiten
define algunos intervalos de clasificación de los concretos considerando su
permeabilidad al aire, pero a su vez estos valores generan una relación
cuantitativa que corresponden en proporción con valores de permeabilidad del
agua. A continuación se presenta una relación de tipo logarítmica, posiblemente
para disminuir la magnitud de los valores. Aunque no es objetivo de este trabajo
se quiere dejar referencia comparativa de estos valores.
79
TABLA 30. Permeabilidad al aire del concreto [15]
Índice de permeabilidad al aire ( Ln (mBar)/ min)
Rango Clasificación
<0.1 Bajo
0.1-0.5 Medio
0.5-0.9 Alto
>0.9 Muy alto
10.5 PRUEBA DE PERMEABILIDAD RÁPIDA A CLORUROS [29].
De acuerdo con la ASTM C 1202 se tienen los siguientes tipos de permeabilidad.
TABLA 31. Permeabilidad del concreto ASTM C
Culombios Tipos de permeabilidad Típica de :
>4000 Alta Relaciones a/c altas
4000-2000 Moderada Relaciones a/c de 0.40 a0.50
2000-1000 Baja Relaciones a/c < 0.40
1000-100 Muy baja Concretos con látex
<100 Despreciable Concretos con polímeros
Relación a/c: a menor cantidad de agua, los procesos de hidratación del concreto
serán más uniformes, haciendo que se generen menores espacios entre las
moléculas de cemento hidratadas dándose una pasta más densa, menos porosa y
menos permeable.
80
10.6 CUADRO COMPARATIVO DE VALORES DE REFERENCIA Y NIVELES DE PERMEABILDAD
TABLA 32. Comparativo de valores de medida de permeabilidad
NTC 4483 Resistencia
(Ohm)
Índice de permeabilidad al
aire ( Ln (mBar)/ min)
PERMEABILIDAD CON AIRE TORRENT
( kT x10-16 m2)
MEDIDA DE LA PERMEABILIDAD DEL CONCRETO “IN SITU”
Muy alta Coeficiente de
permeabilidad ( m/s)
>10-10 <350 >0.9 > 10 0 - 1.0 x 10-3 mm /s
Alta 10-12-10-10 650-350 0.5-0.9 1.0 – 10 10-3 mm /s - 10-4 mm /s
Media <10-12 1150-650 0.1-0.5 0.1 – 1.0
Moderada Profundidad de
penetración (mm)
<30 10-5 mm /s - 10-6 mm /s
Baja 30-50 3700-1150 <0.1
0.01 – 0.1 10-6 mm /s - 10-7 mm /s
Muy baja >60 >3700 < 0.01 10-7 mm /s - 10-9 mm /s
81
PERMEABILIDAD V.S RELACIÓN A/C
ACI 201 ACI 301
A/c Condición de riesgo Coeficiente de
permeabilidad ( m/s) A/C
Condición de riesgo
Coeficiente de permeabilidad ( m/s)
Muy alta
0,4 Alto riesgo de corrosión del
refuerzo
0,53
Exposición a la intemperie en
lugares de clima frio (por efecto
de congelación y deshielo y sales
congelantes)
0,45
Ataque severo por sulfatos y/o mediano riesgo de corrosión del
acero de refuerzo.
0,5
Ataque moderado por sulfatos y/o riego moderado de corrosión del
acero de refuerzo
Alta
Media
Moderada
Baja
Muy baja
1414 105.7/105.2 xx
1415 105.2/105.7 xx
1415 105/1010 xx
1414 1010/105 xx
82
11 ESPECIFICACIONES PARA PERMEABILIDAD EN EL DISEÑO DE
MEZCLAS
En la normativa actual colombiana y, en general, en la literatura internacional al
respecto, no se encuentra ninguna especificación que involucre directamente la
permeabilidad como factor en el diseño de mezclas. Por lo general, los aspectos
que se listan para considerar en el diseño de una mezcla de concreto son [48]:
Costo.
Durabilidad.
Método de vaciado.
Calidad terminada.
Utilización.
Exposición ambiental.
Tamaño y disposición elemento para vaciar.
Cualidades del concreto bien proporcionado:
Trabajabilidad aceptable en estado fresco.
Durabilidad, resistencia y apariencia uniforme después de fraguado.
Economía.
Consideraciones de formas estructurales adecuadas y que no generen
sitios de deterioro potencial.
Sin embargo, el aspecto de durabilidad se limita en la mayoría de los casos a
sugerir resistencias mínimas a la compresión y la máxima relación agua/cemento
para el diseño del concreto [13], [41] y [10]. Algunas normas (aunque no es el
caso de las NSR-98) incluyen también el contenido mínimo de cemento [10].
Para ilustrar el proceso que se encuentra hoy en la literatura especializada, se
presenta, a guisa de ejemplo, el procedimiento recomendado por la Instrucción del
Hormigón Estructural, EHE [10], presentada más arriba como parte del marco
teórico, para tener en cuenta las condiciones ambientales en el diseño de una
mezcla de concreto:
83
Se identifican las condiciones de exposición del concreto ante agentes dañinos de
cualquier índole de acuerdo con la Tabla 4 y la Tabla 5. De acuerdo con esta
clasificación, se definen los siguientes parámetros de diseño: la anchura máxima
permitida de fisura, Tabla 7, la máxima relación agua cemento, el mínimo
contenido de cemento y el aire incluido requerido, Tablas 8 y 9, y, por último, la
resistencia mínima a la compresión, Tabla 11.
84
CL
AS
E G
EN
ER
AL
DE
EX
PO
SIC
IÓN
Cla
se
Su
bcla
se
Des
ign
ació
n
Tip
o d
e p
roc
es
o
ESPECIFICACIONES RECOMENDADAS
Pe
rmea
bilid
ad
mín
ima
req
ueri
da
NT
C 4
48
3
Máxima
relación a/c
f´c
mínimo
MPa
Abertura
máxima de
fisura (mm)
Mínimo
contenido de
cemento
(kg/m³)
Nece
sid
ad
de c
on
cre
to
imp
erm
eab
le
Recubrimiento mínimo
(mm)
(*)
Co
nc
reto
refo
rzad
o
Co
nc
reto
pre
ten
sad
o
Co
nc
reto
refo
rzad
o
Co
nc
reto
pre
ten
sad
o
Co
nc
reto
refo
rzad
o
Co
nc
reto
pre
ten
sad
o
Co
nc
reto
refo
rzad
o
Co
nc
reto
pre
ten
sad
o Resistencia
25-40 N/mm²
Resistencia
> 40 N/mm²
Gen
era
l
pre
fab
ricad
os
Gen
era
l
pre
fab
ricad
os
Exposición
relativas a la
corrosión de las
armaduras
No agresiva I
Ninguno Alta
10-12
-10-10
m/s
0.65 0.60 17 17 0.4 0.2 250 275 No 20 15 15 15
Normal Humedad
alta IIa
Corrosión de
origen diferente
de los cloruros
Moderada <30 mm 0.60 0.60 17 17 0.3 Descomp
resión 275 300 No 25 20 20 20
Humedad
media IIb
Corrosión de
origen diferente
de los cloruros
Media <10-12
m/s 0.55 0.55 17 1 0.3 Descomp
resión 300 300 Si 30 25 25 25
Marina Aérea IIIa
Corrosión por
cloruros Baja 30-50 mm 0.50 0.50 28 28 0.2
Descomp
resión 300 300 Si
35 30 30 25
Sumergida IIIb
Corrosión por
cloruros Baja 30-50 mm 0.50 0.45 28 31 0.2
Descomp
resión 325 325 Si
35 30 30 25
En zona de
mareas IIIc
Corrosión por
cloruros Muy Baja >60 mm 0.45 0.45 31 31 0.1
Descomp
resión 350 350 Si
40 35 35 30
Con cloruros de origen
diferente del medio marino IV
Corrosión por
cloruros Baja 30-50 mm 0.50 0.45 28 31 0.2
Descomp
resión
325 325 Si
35 30 30 25
85
Exposición
relativas a otros
procesos de
deterioro
distintos de la
corrosión
Química
Agresiva
Débil Qa Ataque químico Baja 30-50 mm 0.50 0.50 28 28 0.1
Descomp
resión 325 325 - 40 35 35 30
Media Qb Ataque químico Baja 30-50 mm 0.50 0.45 28 31 0.1
Descomp
resión 350 350 - * * * *
Fuerte Qc Ataque químico Muy Baja >60 mm 0.45 0.45 31 31 0.1
Descomp
resión 350 350 - * * * *
Con
heladas
Sin sales
fundentes
H
Ataque hielo-
deshielo Moderada <30 mm 0.55 0.55 17 17 0.3 0.2 300 300 - ** ** ** **
Con sales
fundentes F
Ataque por
sales fundentes Baja 30-50 mm 0.50 0.50 28 28 0.2
Descomp
resión 325 325 - ** ** ** **
Erosión E Abrasi
ón
cavitac
ión
-- Media <10-12
m/s 0.50 0.50 28 28 - Descomp
resión 300 300 - ** ** ** **
TABLA 33. Propuesta de relación de permeabilidad con clases generales de exposición
NOTA: Se recomienda para los casos donde se plantean permeabilidades bajas, muy bajas o moderadas la necesidad de realizar
ensayos de permeabilidad a las muestras con el ánimo de verificar las características de la muestra.
RECUBRIMIENTOS MINIMOS
(*) El proyectista fijará el recubrimiento de acuerdo con las especificaciones de las normas vigentes aplicables para cada elemento
estructural revisando que no sea inferior al valor indicado en esta tabla para efectos de durabilidad.
(**) Valor mínimo especificado por las normas vigentes aplicables.
86
12 CONCLUSIONES
Es posible, con base en la información disponible, especificar intervalos de
valores para las variables que afectan la permeabilidad.
La humedad relativa efectiva influye en la intensidad de los mecanismos de
daños con diferentes proporciones, en función de cada mecanismo específico.
Así, no es posible proteger el concreto controlando simplemente la humedad
relativa. [48].
Un aumento de 10 °C en la temperatura dobla la velocidad de la reacción
frente a los agentes agresores en el concreto. [48].
La relación agua/cementantes influye de manera inversamente proporcional en
la durabilidad de los concretos. Se sugiere utilizar la relación más baja
prácticamente realizable. En general, para ambientes agresivos, se
recomienda relaciones con valores entre 0.40 y 0.45. [15].
El recubrimiento del concreto sirve efectivamente de barrera inicial contra
cualquier tipo de agresión. Por lo tanto es fundamental especificar y garantizar
los recubrimientos mínimos establecidos para cada caso.
La porosidad está íntimamente ligada con el fenómeno de corrosión del
refuerzo: mientras mayor sea el contenido de humedad en los poros, menor
será la resistividad eléctrica y por consiguiente mayor la velocidad de corrosión
[53].
Concretos de buena calidad tienen porosidades por debajo del 10 % [53].
87
Menos del 30 % del agua empleada para la elaboración del concreto se utiliza
en el proceso de hidratación; el resto, al evaporarse, conforma la porosidad
total del concreto fraguado.
La permeabilidad de la pasta aumenta en función no lineal de su porosidad.
Para porosidades mayores del 30 % la permeabilidad aumenta en forma
exponencial [48].
A mayor tiempo de curado menor permeabilidad de los concretos. Se
recomienda curar mínimo por 7 días.
El tiempo y el tipo de curado son factores importantes en la determinación de la
permeabilidad de los concretos. Curados prolongados del concreto pueden
resultar en coeficientes de permeabilidad por debajo de 10-13 m/s.
La pérdida de agua por evaporación es función de la temperatura ambiente, de
la humedad relativa ambiente, de la temperatura del concreto y de la velocidad
del viento a que esté expuesto el concreto. [27].
El uso de ciertos aditivos y adiciones pueden resultar en menor
impermeabilidad en el concreto.
Si se suministra a la masa de concreto humo de sílice en proporciones de
alrededor del 10 % del peso de cemento, se garantiza una mejora significativa
en la impermeabilidad del producto final.
Los fenómenos de succión capilar están asociados a la forma, distribución,
tamaño y conectividad de la red de poros y se presenta para poros con
diámetros entre 10-7 – 10-4 m.
88
La permeabilidad en función de la resistencia al paso de corriente alterna se
puede considerar baja para valores por encima de 650 Ohm.
Las características del sistema de poros, tanto en cantidad como en
distribución, definen la influencia de la porosidad en la permeabilidad: una red
de poros microscópicos, homogéneamente distribuidos en toda la pasta de
cemento, resulta en aumentos netos de la durabilidad del concreto, mientras
que redes de poros irregularmente distribuidas y con tamaños máximos del
orden de décimas de milímetro resultan en porosidades nocivas para la
durabilidad del concreto.
Es importante limitar el contenido mínimo de cemento a 250 kg/m³, para
concreto convencional y a 275 kg/m³, para concreto pretensado.
Es esencial evaluar la permeabilidad de la matriz de concreto mediante
ensayos de laboratorio sobre muestras estándar.
89
13 RECOMENDACIONES
1. Construir el equipo propuesto.
2. Realizar pruebas empíricas para calibrar con materiales nacionales los
valores de permeabilidad en las diferentes clases de exposición
3. Realizar pruebas empíricas para calibrar con materiales nacionales los
valores de permeabilidad para los factores que la afectan.
90
14 BIBLIOGRAFÍA
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98
15 ANEXOS
15.1 COSTO ESTIMADO EQUIPO DE PERMEABILIDAD AL AGUA DE
CONCRETOS
Ítem Unidad Valor unitario Cantidad Valor Total
MATERIALES
Tapas en acero Kg. $25.000 6 $150.000
Camisas en
acero Kg. $30.000 3 $90.000
Manguera
caucho m. $4.000 3 $12.000
Acoples rápidos un $10.000 6 $60.000
Pernos un $5.000 9 $45.000
Sellos de caucho un $10.000 3 $30.000
Uniones un $4.000 12 $48.000
Válvulas un $12.000 6 $72.000
EQUIPOS
Manómetro (*)
Compresor (*)
Regulador (*)
MANO DE OBRA
Diseño y montaje $500.000 $500.000
Fundición (*) Kg. $30.000
Maquinado (*) un. $150.000 $450.000
VALOR TOTAL $ 1’457.000
99
NOTAS:
El material a utilizar puede ser acero inoxidable en lugar de bronce, esto
para disminuir los costos de fabricación, pues así no habría necesidad de
elaborar modelos en madera.
La tubería necesaria para el montaje depende de las condiciones del lugar
de trabajo.
El equipo necesario para el montaje depende de su existencia en el lugar
de trabajo.
El costo del maquinado es el valor que más puede presentar variación,
pues depende del diseño final de los ajustes y tolerancias y por supuesto
del material elegido.
100
15.2 ANEXO 1. FOTOGRAFIAS EN MEDELLIN
FOTO 1
Humedad en losa de cubierta, producto de la acumulación y empozamiento de
agua por la ausencia de pendiente y sistema de evacuación, de igual forma se
observa deflexión de la losa, posiblemente por sobrecarga.
FOTO 2
Eflorescencias en muros y losas de entrepiso de edificación de cuatro niveles en el
barrio Niquitao de Medellín, en la cual por condiciones de abandono y mal diseño
se desplomo la cubierta.
FOTO 3
101
Eflorescencias en muro de contención, por ausencia de tratamiento o
impermeabilización y cuyo contacto directo con el suelo genera humedades y
manchas por la humedad y concentración de sustancias en el suelo colindante.
FOTO 4
Humedad en muro de concreto macizo en sótano de vivienda donde la humedad
propia del suelo y el agua proveniente de posibles fugas en las redes de servicios
públicos en la vía aledaña generan manchas y desprendimientos.
102
FOTO 5
Inadecuada colocación y deterioro de lagrimal en muro de cerramiento en patio de
vivienda donde se generan manchas producto del escurrimiento del agua.
FOTO 6
Desprendimiento de revoque por humedad en ventana que genera condiciones de
intemperie.
103
FOTO 7
Humedad en muro de concreto sometido a ciclos de humedecimiento secado
producto de la variación del nivel del agua de la quebrada en el barrio la mansión
de Medellín.
FOTO 8
Rotura de tubería en losa de entrepiso de vivienda de dos niveles en el barrio
francisco Antonio Zea, Medellín.
104
FOTO 9
Humedad en zona de zócalo por ascenso de agua por capilaridad, por la ausencia
de entresuelo e impermeabilización de cimentación, Barrio Carlos E. Restrepo,
Medellín.
FOTO 10
Humedad en losa de terraza por ausencia tratamiento y adecuado sistema de
evacuación de aguas lluvias.
105
FOTO 11
Inadecuada mezcla y vaciado en unión de columna y vigas, en vivienda de dos
pisos en ladera, barrio Cucaracho, Medellín.
FOTO 12
Humedad en sillares que favorece el crecimiento de musgos
106
FOTO 13
Manchas en fachadas por escurrimiento inadecuado de aguas.
FOTO 14
Eflorescencias por filtracion de aguas desde la parte superior (terraza)
107
FOTO 15
Tratamiento de terrazas con mantos asfalticos, sin embargo no se evita el
empozamiento de agua.
FOTO 16
Mancahas en fachada.
108
FOTO 17
Deterioro de concreto en cornisas
FOTO 18
Eflorescencias y manchas.
