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UNIVERSIDAD DE MAGALLANES FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION Ingeniero Constructor Proyecto de Trabajo de Titulación “Método de evaluación de patologías en edificaciones de Hormigón Armado en Punta Arenas” Alumnos: Alex Chávez Godoy Alexis Unquén Villanueva Profesor Guía: Homero Villegas Núñez Ingeniero Constructor Universidad de la Serena Constructor Civil Universidad Austral de Chile MBA, Universidad de Valparaíso Punta Arenas, Marzo 2011
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UNIVERSIDAD DE MAGALLANES
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION
Ingeniero Constructor
Proyecto de Trabajo de Titulación
“Método de evaluación de patologías en edificaciones de
Hormigón Armado en Punta Arenas”
Alumnos:
Alex Chávez Godoy
Alexis Unquén Villanueva
Profesor Guía: Homero Villegas Núñez
Ingeniero Constructor Universidad de la Serena
Constructor Civil Universidad Austral de Chile
MBA, Universidad de Valparaíso
Punta Arenas, Marzo 2011
1
UNIVERSIDAD DE MAGALLANES
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION
Ingeniero Constructor
Proyecto de Trabajo de Titulación
“Método de evaluación de patologías en edificaciones de
Hormigón Armado en Punta Arenas”
Alumnos:
Alex Chávez Godoy
Alexis Unquén Villanueva
Profesor Guía: Homero Villegas Núñez
Ingeniero Constructor Universidad de la Serena
Constructor Civil Universidad Austral de Chile
MBA, Universidad de Valparaíso
Punta Arenas, Marzo 2011
1
INDICE
Página
RESUMEN…………………………………………………………………….….11
ABSTRACT……………………………………………………………………....12
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………...13
OBJETIVOS……………………………………………………………………....16
CAPITULO I
1. PATOLOGIAS EN EDIFICACIONES DE ESTRUCTURAS
DE HORMIGON ARMADO
1.1 Patología debido a los componentes del hormigón………………...19
1.2 Patologías de proyecto…………………………………………….…...30
1.3 Patologías debido a la ejecución……………………………………..33
1.4 Influencia producida por el ambiente en la durabilidad
del hormigón………………………………………………………….…39
1.5 Lesiones derivadas de los defectos del acero…………………….…42
1.6 Deterioro del hormigón por agentes externos……………………….46
1.7 Sintomatologías…………………………………………………………64
1.8 Deterioro por acciones sísmicas………………………………………88
2
CAPITULO II
2. PATOLOGIAS COMUNES EN EDIFICACIONES DE HORMIGON
ARMADO EN PUNTA ARENAS
2.1 La Humedad…………………………………………………………... 94
2.2 Hormigonado en tiempo frio………………………………………….101
2.3 El viento…………………………………………………………………109
2.4 Fisuras en losas………………………………………………………..111
2.5 Moldajes……………………………………………………………...…117
2.6 Nidos de piedra………………………………………………….……..120
2.7 Junta de hormigonado…………………………………………….…..123
CAPITULO III
3. METODOS DE REPARACION DE PATOLOGIAS PARA
EDIFICACIONES DE HORMIGON ARMADO
3.1 Resinas epoxis…………………………………………………………130
3.2 Reparaciones de grietas y fisuras……………………………………134
3.3 Reparación y protección de armaduras……………………………..151
3.4 Reparaciones superficiales…………………………………….……..164
3.5 Método de reparación de nidos de piedra…………………………...168
3.6 Reparación de juntas de hormigonado……………………….……..172
3.7 Reparación y protección de humedades……………………………176
3.8 Reparación de los efectos de ciclos de congelamiento
y deshielo……………………………………………………………….186
3
CAPITULO IV
4. METODOLOGIA DE INSPECCION VISUAL POR MEDIO DE
CARTILLAS DE REGISTROS
4.1 Metodología………………………………………………………………191
4.1.1 Inspección preliminar y datos previos………………………….191
4.1.2 Inspección visual…………………………………………………194
4.2 Cartillas de registros de patologías……………………………………195
4.2.1 Descripción de cartillas de registro……………………….…….196
a) Datos generales……………………………………………….196
b) Ubicación y registro fotográfico……………………………...197
c) Datos específicos de patologías a inspeccionar…………...197
4.3 Formato cartillas de registro……………………………………………206
CAPITULO V
5. APLICACIÓN DEL METODO DE INSPECCIÓN VISUAL
DETALLADO EN EL EDIFICIO MAGALLANES
5.1 Inspección preliminar……………………………………………………212
5.1.1 Antecedentes Generales………………………….…………….213
5.1.2 Extracto de especificaciones técnicas del
edificio Magallanes……………………………….…………….216
5.2 Análisis detallado de patologías existentes en el
edificio Magallanes……………………………………….…………….221
5.2.1 Análisis de inspección, Patología Nº 1…………….…………..225
5.2.2 Análisis de inspección, Patología Nº 2.………………….…….227
4
5.2.3 Análisis de inspección, Patología Nº 3………………….……..231
5.2.4 Análisis de inspección, Patología Nº 4...………………………233
5.2.5 Análisis de inspección, Patología Nº 5.……………….……….236
5.2.6 Análisis de inspección, Patología Nº 6.……………….……….238
5.2.7 Análisis de inspección, Patología Nº 7………………….……..240
CONCLUSIONES………………………………………………………….…….244
BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………….…….249
ANEXOS………………………………………………………………………….252
Anexo A……………………………………………………...….……253
Anexo B………………………………………………………………285
Anexo C………………………………………………………………307
5
INDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Tipos de estribo…………………………………………………..35
Figura 1.2. Traslape de barras……………………………………………….36
Figura 1.3. Armaduras con poco recubrimiento…………………………...45
Figura 1.4. Patología superficial por causas del clima frío………………49
Figura 1.5. Fisuración por retracción plástica……………………………...51
Figura 1.6. Influencia de la temperatura sobre la resistencia
a rotura del hormigón……………………………………………53
Figura 1.7. Proceso patológico por daño a la adherencia…………….….56
Figura 1.8. Proceso del efecto spalling o desprendimiento del
hormigón por presión en los poros…………………………….58
Figura 1.9. Movimiento libre, no se fisura……………………………….….68
Figura 1.10. Movimiento coartado, se puede fisurar…………………….….68
Figura 1.11. Fisuras producidas por retracción de viga en pórtico
de pilares de pequeña rigidez……………………………….….69
Figura 1.12. Fisuras producidas por retracción de viga en pórticos
de pilares de gran rigidez…………………………………….….69
Figura 1.13. Fisura de retracción en pórticos con vigas armadas
con cuantías diferentes……………………………………….…70
Figura 1.14. Fisuración en el encuentro de los paños de pavimentos .….70
Figura 1.15. Fisuras por retracción hidráulica en muros de contención…71
Figura 1.16. Fisuras de recubrimiento…………………………………….….72
Figura 1.17. Fisuración superficial por segregación de los áridos…….….72
Figura 1.18. Fisuración en viga mixta…………………………………….…..73
Figura 1.19. Microfisuración por empleo de granulometrías incorrectas…73
Figura 1.20. Fisuración en un pavimento rígido por diferencia
de humedad………………………………………………………74
Figura 1.21. Fisuras de afogarado………………………………………….…79
6
Figura 1.22. Fisuras en las esquinas de los vanos debido a
concentración de tensiones…………………………………….80
Figura 1.23. Fisuras por fuerte concentración de anclajes………………...81
Figura 1.24. Fisuras producidas por el desplazamiento de
las armaduras………………………………………………….….81
Figura 1.25. Desplazamiento de cercos en la cabeza del pilar…………....82
Figura 1.26. Desprendimiento de hormigón por falta de estribos………....83
Figura 1.27. Rotura por tracción…………………………………………….…83
Figura 1.28. Rotura por compresión simple………………………………….84
Figura 1.29. Fisuras de flexión simple………………………………………..85
Figura 1.30. Fisuras de flexión compuesta…………………………………..85
Figura 1.31. Progreso de una fisura por esfuerzo cortante………………..86
Figura 1.32. Fisuración por cortante y fisuración por torsión………………87
Figura 1.33. Colapso en estructuras de Hormigón Armado………………..90
Figura 2.1. Humedad por capilaridad……………………………………….96
Figura 2.2. Humedad de filtración……………………………………...……97
Figura 2.3. Humedad de condensación…………………………………….97
Figura 2.4. Problemas de humedad por condensación…………………..99
Figura 2.5. Problemas de humedad por filtración…………………………100
Figura 2.6. Hormigonado en tiempo frío……………………………………102
Figura 2.7. Uso de polietileno con lana mineral para
la protección del hormigón………………………………...…...108
Figura 2.8. Protección contra el viento del curado del hormigón……….110
Figura 2.9. Nidos de Fisura………………………………………………….113
Figura 2.10. Fisuras por retracción hidráulica en losa, vista
desde la parte inferior…………………………………………..115
Figura 2.11. Marcado de las fisuras encontradas en losa………………...116
Figura 2.12. Problemas ocasionados por la deformación del
moldaje a causa de la carga del hormigón fresco…………..119
Figura 2.13. Nidos de piedras en fondos de viga……………………………121
7
Figura 2.14. Nidos de piedras en muro…………………………...………….122
Figura 2.15. Nidos por altura de vaciado………………………………...…..123
Figura 2.16. Junta de hormigonado en viga……………………………...….124
Figura 2.17. Tratamiento de la junta de hormigonado…………………...…125
Figura 3.1. Uso de la resina epoxi como adhesivo………………..………131
Figura 3.2. Procedimiento de inyección de resina epoxi………………….137
Figura 3.3. Equipo que se puede utilizar en la inyección de
la resina epoxi………………………………………………..…..138
Figura 3.4. Reparación de una fisura mediante perfilado y sellado……..140
Figura 3.5. Costura de una fisura……………………………………………142
Figura 3.6. Orientación de las barras de armadura utilizadas
para reparar fisuras……………………………………………...143
Figura 3.7. Para corregir fisuración en una losa…………………………...144
Figura 3.8. Para corregir fisuración en una viga…………………………...144
Figura 3.9. Reparación de una fisura mediante perforación
y obturación………………………………………..……………..145
Figura 3.10. Llenado por gravedad………………………………………..….146
Figura 3.11. Esquema general de los métodos electroquímicos………….152
Figura 3.12. Extracción electroquímica de cloruro………………………….153
Figura 3.13. Corrosión por ruptura de lámina de resina
epóxica en una armadura……………………………………….160
Figura 3.14. Aplicación de inhibidores por migración……………………….162
Figura 3.15. Película protectora en la superficie de la armadura………….164
Figura 3.16. Aplicación manual de mortero……………………………..…...166
Figura 3.17. Aplicación de mortero proyectado……………………..………167
Figura 3.18. Limpieza de enfierradura……………………………………….170
Figura 3.19. Reparación encuentro pilar-viga……………………………….171
Figura 3.20. Procedimiento de reparación en junta de
hormigonado mediante mortero epóxico…………………...…174
Figura 3.21. Falla por cizalle en unión viga-muro…………………………..175
8
Figura 3.22. Grieta en junta de hormigonado……………………………….175
Figura 3.23. Esquema de impermeabilizante incoloro……………………..181
Figura 3.24. Esquema de impermeabilizante con color……………………182
Figura 3.25. Esquema de protección Hidrorepelente……………..………..183
Figura 3.26. Esquema de bloqueador de humedad………………………..184
Figura 3.27. Esquema de protección de oleo o esmalte sintético………..185
Figura 3.28. Reparación por congelamiento de losas……………………...187
Figura 4.1. Datos generales de la patología……………………………….196
Figura 4.2. Tipo de humedades……………………………………………..198
Figura 4.3. Sub clasificación de las humedades por filtración
y en obra…………………………………………………………199
Figura 4.4. Grado de daño…………………………………………………...200
Figura 4.5. Color de la humedad…………………………………………....208
Figura 4.6. Dirección de la fisura……………………………………………202
Figura 4.7. Patrón de fisuración……………………………………………..203
Figura 4.8. Escala para medir anchos de fisuras………………………….204
Figura 4.9. Desprendimiento………………………………………………...204
Figura 5.1. Elevación edificio Magallanes………………………………....214
Figura 5.2. Patología de humedad en muro y escalera antes
de intervención……………………………………………….….221
Figura 5.3. Patología de humedad en muro antes de
intervención……………………………………………………...222
Figura 5.4. Patología de humedad en escalera antes de
intervención……………………………………………………...222
Figura 5.5. Registro de desprendimiento de hormigón en
sexto piso………………………………………………………....223
Figura 5.6. Canaleta para circulación de aguas lluvias………………….225
Figura 5.7. Identificación de humedades por causas de
infiltración…………………………………………………….…..228
9
Figura 5.8. Problemática de la humedad en la escalera del
decimo piso……………………………………………………231
Figura 5.9. Fisuras en losas 8 y 9 respectivamente……………………234
Figura 5.10. Fisuras en muros y vigas del primer piso………………….237
Figura 5.11. Fisura en la junta entre Edificio Magallanes y
Correos de Chile………………………………………………239
Figura 5.12. Vista exterior de la patología…………………………….…...241
10
INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Requisitos químicos básicos…………………………………….….27
Tabla 2. Requisitos químicos complementarios………………………….…28
Tabla 3. Recubrimientos minimos para barras de acero……………….…..38
Tabla 4. Espaciamiento mínimo entre barras…………………………….….39
Tabla 5. Temperatura mínima de colocación del hormigón………………104
Tabla 6. Temperatura mínima del hormigón al interior de la
hormigonera…………………………………………………………105
Tabla 7. Aspectos generales de un edificio…………………..………………193
11
RESUMEN
El presente trabajo de titulación tiene como objetivo la confección de una
metodología de evaluación de patologías para edificaciones de estructuras
de Hormigón Armado en la ciudad de Punta Arenas.
Para alcanzar este propósito se investigó acerca de las patologías que
afectan a este material constructivo. A su vez, se analizaron las patologías
más recurrentes, que pueden producirse en la ciudad de Punta Arenas.
Por otro lado, se averiguaron las reparaciones y protecciones necesarias
para las lesiones investigadas para edificaciones de Hormigón Armado.
Una vez estudiadas las patologías y reparaciones, se dio paso a la creación
de un método de inspección visual a través del uso de cartillas de registros.
Estas tendrán la finalidad de recopilar los datos necesarios para una
correcta evaluación de daños existentes en la estructura de Hormigón
Armado para una edificación.
Finalmente, por medio del método de inspección creado, se procedió a la
intervención del Edificio Magallanes ubicado en la ciudad de Punta Arenas
(Bories 901), en el cual se aplicó el procedimiento de evaluación propuesto,
logrando elaborar un inventario de daños que afectan la edificación. Estos
daños fueron analizados con el propósito de entregar las recomendaciones
pertinentes para reparar y proteger la estructura dañada.
12
ABSTRACT
The present work attempts to make a methodology for evaluating building
conditions of reinforced concrete structures in the city of Punta Arenas.
To achieve this goal, the pathologies affecting building materials were
studied. In turn, the most frequent pathologies were analized which can occur
in the city of Punta Arenas.
On the other hand, necessary repairs and protections for the researched
damages of reinforced concrete buildings were found out.
After studying pathologies and repairs, a visual inspection method was added
through the use of primers of data. These aimed to collect the necessary
information for a proper damage assessment in the structure of reinforced
concrete buildings.
Finally, through the method of inspection established, there was an
intervention in the “Magallanes Building” located in the city of Punta Arenas
(Bories 901) where the proposed evaluation procedure was applied; thus,
making an inventory of damage affecting the building. These damages were
analyzed in order to deliver relevant recommendations to repair and protect
the damaged structure.
13
INTRODUCCIÓN
El origen etimológico de la palabra patología proviene de los términos pathos
y logos que significan enfermedad y conocimiento, respectivamente, por lo
que se puede definir este término como el estudio de las enfermedades.
Llevado al área de la construcción se puede decir que las patologías de la
construcción se refieren al estudio de las lesiones o fallas en una edificación
después de su ejecución.
Se tiene presente que todo tipo de material constructivo puede presentar
lesiones y/o fallas que afecten su funcionamiento durante su uso, es por esto
que el Hormigón Armado no está ajeno a presentar problemas constructivos,
siendo este material uno de los más utilizados en la ejecución de obras de
edificaciones desde su descubrimiento a mediados del siglo XIX en Europa,
hasta la actualidad.
El Hormigón Armado está, básicamente constituido por hormigón (cemento,
agua, áridos y aditivos) el que se encuentra reforzado con barras de acero,
con la finalidad de entregar mayor resistencia a los elementos constructivos
en una edificación.
En la actualidad se hace cada vez más importante e imprescindible entregar
productos y servicios con la más alta calidad, tratando en lo posible de
aminorar los inconvenientes que puedan desencadenar en posibles lesiones;
pero existen factores y causas, las cuales generan daños o lesiones en una
estructura de Hormigón Armado, que requieren de un tratamiento efectivo y a
tiempo para poder recuperar su funcionalidad y así eliminar la falla y
restablecer su uso como estructura propiamente tal para la que fue creada.
14
Las patologías que pueden afectar a una edificación de estructura de
Hormigón Armado tienen su origen en diferentes factores, los que pueden
ser directos: cuando se trata de agentes físicos, agentes químicos, o
esfuerzos mecánicos, o factores indirectos: criterios de diseño, ejecución,
elección de materiales correctos, entre otros.
En una edificación que presenta daños o lesiones debido a causas tales
como daños o deterioros por agentes externos, defectos o deterioro del
acero, patologías del proyecto constructivo o de la ejecución de éste, entre
otros, se hace inevitable la necesidad de incurrir en reparaciones, ya que se
hace presente una pérdida de la capacidad resistente de la estructura que
afecta a la seguridad del edificio.
En la actualidad se pueden aplicar diferentes técnicas y productos con el fin
de recuperar la capacidad de una estructura de Hormigón Armado, se puede
reparar por medio de inyecciones epóxicas, reemplazar el elemento afectado
o aumentar la sección de éste, entre otras.
La finalidad del presente trabajo de titulación será la de confeccionar una
metodología para evaluar estas patologías en las estructuras de Hormigón
Armado de una edificación, lo cual conllevará tener presente los
conocimientos de las causales para poder establecer una correcta
evaluación de una edificación compuesta del material antes mencionado.
Esta clase de evaluación se efectuará a través del análisis que se realizará
por medio del método confeccionado. Esta metodología consistirá en la
creación y aplicación de cartillas de registro de daño y/o lesiones. El método
será aplicado a una edificación de Hormigón Armado existente en la ciudad
de Punta Arenas; el Edificio Magallanes, con una data de más de 35 años de
uso.
15
Este método abarcara de forma más precisa los detalles que generaron una
lesión en la estructura de Hormigón Armado, para finalmente poder dar una
recomendación constructiva que devuelva el uso como estructura para el
cual fue creado por medio de una correcta reparación.
16
I. OBJETIVO GENERAL
1. Confeccionar un método de inspección visual de patologías que
afectan al Hormigón Armado, para su posterior aplicación, y verificar
los tipos de reparaciones necesarios para reparar este tipo de
edificaciones.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.1. Investigar acerca de las patologías que afectan a la estructura
de Hormigón Armado en las edificaciones en general.
1.2. Analizar las posibles patologías a la cual se ve enfrentada una
edificación de Hormigón Armado en la ciudad de Punta Arenas.
1.3. Investigar acerca de los métodos de reparaciones de patologías
existentes para edificaciones de Hormigón Armado en general.
1.4. Crear un método de inspección visual detallado por medio de
cartillas de registro.
1.5. Aplicar el método de inspección visual en una edificación de la
ciudad de Punta Arenas.
17
CAPITULO I
“PATOLOGIAS EN EDIFICACIONES DE
ESTRUCTURA DE HORMIGON ARMADO”
18
El Hormigón Armado al igual que todos los materiales constructivos, no están
exento de sufrir daños y/o lesiones. Estas pueden ser supuestas o notorias,
en ambos casos se requiere tener un acabado conocimiento de los orígenes
y causas posibles de la patología para lograr una correcta elaboración de la
evaluación y diagnóstico. El origen de las patologías que pueden afectar una
edificación de Hormigón Armado se clasifica de la siguiente manera:
Patologías debido a los componentes del hormigón
Patologías del proyecto
Patologías debido a la ejecución
Influencia del Ambiente en la durabilidad del hormigón.
Patologías debido a defectos o deterioro del acero
Deterioro del hormigón por agentes externos
Sintomatología
Deterioros por acciones sísmicas
A continuación se detallan cada una de las causas y orígenes más
frecuentes que provocan fallas, lesiones y deterioro en una estructura de
Hormigón Armado para su posterior análisis y estudio, con la finalidad de
efectuar una correcta y detallada evaluación y diagnóstico de una edificación
de Hormigón Armado.
Se debe tener presente que para lograr obtener un ordenado conocimiento,
primeramente se explicará en qué consiste el material a estudiar y sus
componentes.
19
1.1 PATOLOGIAS DEBIDO A LOS COMPONENTES DEL HORMIGON.-
El hormigón es un material que se obtiene de la mezcla homogénea de
cuatro tipos de materiales, los cuales son: agua, áridos, cemento y
eventualmente aditivos y adiciones, en proporciones adecuadas que al
fraguar y endurecer este material, adquiere una consistencia pétrea.
El cemento desempeña la parte activa en el endurecimiento del
hormigón.
El agua se utiliza para hidratar al cemento y conferir propiedades
plásticas a la mezcla.
Los áridos constituyen el cuerpo o esqueleto del hormigón.
Los aditivos y adiciones otorgan propiedades particulares al hormigón
ya sea en su estado plástico o posteriormente endurecido
Una de las características fundamentales que podemos encontrar en este
material es que posee una buena resistencia a esfuerzos de compresión. Sin
embargo, no tiene un buen comportamiento a esfuerzos de cortantes, de
tracción, flexión, entre otros. Es por esta razón que al hormigón se le
incorporo el acero a través de enfierraduras, el cual es conocido como
Hormigón Armado, teniendo este un muy buen comportamiento ante
diferentes solicitaciones de esfuerzos.
A continuación se analizarán de forma más detallada cada una de las
materias primas teniendo presente los tipos de patologías a la que estos
puedan incurrir.
20
1.1.1 CEMENTO
Según la norma NCh 148. Of.68 (cemento – terminología, clasificación y
especificaciones generales) el cemento es un material pulverizado que por
adición de una cantidad conveniente de agua forma una pasta
conglomerante capaz de endurecer tanto bajo el agua como en el aire.
El cemento se crea a través de la molienda a base de clinquer1, yeso y
material específico el cual entrega diferentes características a cada tipo de
cemento. Los cementos se pueden clasificar de la siguiente forma:
a) Cemento portland
Esta clase de cementos es uno de los más utilizados en las estructuras de
Hormigón Armado. Este tipo de cementos se consigue de la molienda del
clinquer y yeso, teniendo presente que puede llegar a aceptar hasta un 3%
de materias extrañas. El clinquer está compuesto por materiales calcáreos2
tales como calizas y arcillas. Este material se crea moliendo y mezclando
minuciosamente en una determinada proporción para finalmente ser
calcinados a elevadas temperaturas en donde este se funde y forma
especies de bolas conocidas como clinquer, el cual a su vez se enfría y es
molido con una cierta cantidad de yeso (alrededor de un 5% de su peso)
hasta obtener un polvo fino el cual será denominado cemento tipo portland.
El cemento tipo portland están constituido químicamente de manera principal
por los siguientes compuestos:
1 Producto constituido por silicatos calcicos (componente químico del cemento) el cual se obtiene por calentamiento a altas temperaturas. 2 Rocas sedimentarias las cuales se forman en orillas de ríos, fondo de barrancos, valles, entre otros.
21
Silicato tricalcico (3 CaO. SiO2), abreviado como C3S
Silicato bicalcico (2 CaO. SiO2), abreviado como C2S
Aluminato tricalcico (3 CaO. Al2O2), abreviado como C3A
Ferroaluminato tetracalcico (4 CaO. Al2O3.Fe2O3), abreviado como
C4AF
A los silicatos se les atribuyen la resistencia mecánica del cemento. Ambos
silicatos tienen con el tiempo la misma resistencia al hidratarse, pero poseen
curvas de endurecimiento distintas, teniendo presente que el silicato
tricalcico obtiene una resistencia inicial mucho mayor que el silicato bicalcico.
Los otros dos componentes restantes no poseen gran importancia en la
resistencia del cemento, el aluminato tricalcico hace más rápido el
endurecimiento del cemento en las primeras horas, pero puede ser atacada
por sulfatos, lo que hace que su presencia no sea tan atractiva para la
durabilidad del hormigón.
b) Cemento siderúrgico
Cemento portland siderúrgico
Esta clase de cementos está constituido por escoria básica granulada de alto
horno3 en una proporción que no deberá superar el 30% del producto
terminado.
3 Se obtiene por enfriamiento inmediato de una masa fundida no metálica que resulta en el tratamiento de mineral de hierro en un alto horno.
22
Cemento siderúrgico
Esta clase de cementos estar compuesto por escoria básica granulada de
alto horno en una proporción que fluctuara entre el 30% y 75% del producto
terminado.
c) Cemento con agregado tipo A
Cemento portland con agregado tipo A
Este tipo de cemento el cual es un producto que se adquiere de la molienda
de clinquer, agregado tipo A (agregado calcáreo-arcilloso) y yeso el cual
puede aceptar hasta un 3% de materia extraña. Este cemento estará
compuesto por una porción no mayor al 30% en peso del producto una vez
terminado.
Cemento con agregado tipo A
Este tipo de cemento esta creado por agregados tipo A, el cual estará
compuesto por una porción de este que fluctuará entre el 30% y 50% en
peso del producto una vez terminado.
d) Cemento puzolánico
Cemento portland puzolánico
Esta clase de cementos están compuesto por clinquer, puzolana y yeso. La
puzolana es un componente silicio-aluminoso, el cual una vez bien dividido
se junta con agua llegando a poseer propiedades aglomerantes, ya que por
23
sí solo no las posee. La puzolana que esta clase de cementos requiere no
superar el 30% en peso del producto una vez finalizado.
Cemento puzolánico
Esta clase de cementos está compuesto por clinquer, puzolana y yeso, pero
se diferencia con el cemento portland puzolánico, ya que el contenido de
puzolana que posee esta clase de cemento fluctuará entre el 30% y 50% en
peso del producto una vez terminado.
e) Cemento con fines especiales
Esta clase de cementos está compuesto por productos que se emplean en la
confección del cemento, cuyos requisitos y propiedades especiales se
estipulan mediante un acuerdo entre las entidad que lo produce y el usuario
propiamente tal para cumplir con un fin especifico.
f) Cementos con propiedades adicionales
Los cementos correspondientes al tipo portland y puzolánico, se clasifican a
su vez de acuerdo a su resistencia en dos grupos:
Cemento corriente.
Cemento alta resistencia.
g) PATOLOGIAS DEL CEMENTO
Entre las principales patologías que se dan en el cemento podemos
encontrar las siguientes:
24
Falso fraguado
Esta clase de patología la cual se da en la fase de confección del hormigón
radica en la formación de un apelotonamiento de la mezcla durante
aproximadamente los 5 minutos iniciales del amasado, debido a la
deshidratación parcial del yeso que se adiciona al cemento, por causa de
altas temperaturas originadas durante la molienda del clinquer.
Retracción por exceso de calor de hidratación
Esta condición se debe a la cantidad de aluminato tricalcico que posea el
cemento para la creación del hormigón, siendo este componente químico el
que más calor libera a comparación de los tres restantes, provocándose el
fenómeno de retracción en el hormigón.
Exceso de aluminato tricalcico
El exceso de este componente del cemento hace que la resistencia en ciclos
de hielo-deshielo sea baja.
Exceso de cal libre
Este aumento de cal libre posee características expansivas trayendo como
consecuencia la formación de fisuras en el hormigón las cuales son
superficiales e incluso un debilitamiento y destrucción del mismo.
Exceso de cal liberada en hidratación
Esta clase de aumento excesivo de cal en la hidratación puede ser atacada
por aguas puras, acidas y carbonatadas provocando daños considerables en
el hormigón.
25
Exceso de magnesia
La magnesia al igual que la cal posee características expansivas estas son a
un plazo mayor y con consecuencias más perjudiciales.
1.1.2 ÁRIDOS
La Norma NCh 163 of 1979 “Áridos para morteros y hormigones- Requisitos
generales” define árido como un material pétreo compuesto de partículas
duras, de forma y tamaños estables.
Los áridos constituyen alrededor de un 70 a 80% del volumen del hormigón,
y es fundamental para la resistencia y durabilidad del hormigón ya que actúa
de forma de esqueleto inerte.
El árido puede proceder de canteras como de rocas machacadas o escoria
siderúrgica, dependiendo de las características que se deseen para el
hormigón.
Se debe tener especial cuidado en que los áridos no sean activos con el
cemento generando productos expansivos afectando la resistencia y
durabilidad del hormigón. Por otra parte se debe evitar la presencia de
arcilla, que se origina comúnmente por una limpieza deficiente después de
su extracción, provocando una disminución en la calidad de los hormigones.
La granulometría del árido también es un aspecto importante a tomar en
cuenta, considerándose cada caso, según las necesidades. Por ejemplo, los
áridos finos, por una parte reducen la porosidad, dando mayor durabilidad,
26
pero por otra requieren relaciones agua-cemento mayor, pudiendo implicar
problemas de retracción.
Los áridos se pueden clasificar en arenas y gravas, siendo la primera el
material que pasa por el tamiz de abertura nominal de 5mm y es retenido por
el de 0,08mm, y la segunda el árido que es retenido en el tamiz de abertura
nominal de 5mm.
Los requisitos generales con que deben cumplir los áridos se establecen en
la norma Nch 163 of 1979.
1.1.3 AGUA
Con relación al agua que se ocupará en la confección del hormigón, esta
puede tener defectos originados por la utilización de agua no potable o por
una incorrecta dosificación y la utilización de una elevada relación agua-
cemento en el amasado.
Según la norma NCh 1498. Of.68 (Hormigón – agua de amasado –
requisitos) el agua potable de la red puede emplearse como agua de
amasado siempre que no se contamine antes de su uso. Se debe tener en
claro que el agua que se utiliza en el hormigón en masa, pudiese llegar a
tener pequeñas cantidades de impurezas, estas no serán relevantes a
comparación del Hormigo Armado en donde la existencia de cloruros en el
agua pueden causar corrosión de armaduras, florescencias y manchas.
Con relación al agua de mar, esta se podrá utilizar únicamente en
hormigones simples con resistencia a la compresión menor a 15 MPa en el
caso que no se pueda contar con agua potable en la zona de trabajo.
27
Se debe tener presente que no se utilizará agua que posea azucares tales
como sacarosa, glucosa u otros hidratos de carbono. A su vez, la utilización
de aguas con un alto contenido de ion cloro presentará corrosión en las
armaduras, provocando una baja en la resistencia del hormigón lo cual
desencadenará a la aparición de fisuras y grietas.
Otro agente perjudicial para el uso del agua en la confección del Hormigón
Armado es la presencia de sulfatos4. Este componente que se encuentra en
el agua reacciona con el C3 A que posee el cemento originando la estringita
expansiva la cual genera hinchazón, fisuración y desprendimiento del
hormigón.
Se puede ocupar agua de otra procedencia siempre y cuando cumpla con los
requisitos básicos que aparecen en la norma NCh 1498. Of.82 (Hormigón –
agua de amasado – requisitos) tabla 1 y a su vez tabla 2 si el agua tuviera un
contenido de sólido mayor a 5000 mg/l.
Requisitos químicos Unidad Valores limites
Valores del pH - 6 a 9,2
Sólidos en suspensión mg/l ≤ 2000
Sólidos disueltos mg/l ≤15000
Materiales orgánicos (como
oxigeno con sumido)
mg/l ≤ 5
Tabla 1. Requisitos químicos básicos.
Fuente: Norma NCh 1498. Of.82
4 Sal mineral u orgánica del acido sulfúrico (compuesto químico con una alta propiedad corrosiva)
28
Requisitos químicos Unidad Valores máximos
Cloruros en Hormigón Armado KgCl /m3
hormigón
1,200
Cloruros en Hormigón Armado KgCl /m3
hormigón
0,250
Sulfatos solubles en agua en
todo hormigón
KgCl /m3
hormigón
0,600
Tabla 2. Requisitos químicos complementarios.
Fuente: Norma NCh 1498. Of.82
1.1.4 ADITIVOS
Los aditivos son productos que se agregan al hormigón en el momento de su
elaboración, y tienen por finalidad mejorar ciertas propiedades por acción
física o química.
La norma “Nch 2182 – 1995 Hormigón y mortero. Aditivos. Clasificación y
requisitos.”, clasifica los aditivos que se agregan al hormigón en ocho tipos:
Tipo A. Aditivos plastificantes: material que aumenta la docilidad para
un determinado contenido de agua o, permite reducir el agua libre
requerida para obtener una docilidad dada.
Tipo B. Aditivos retardadores de fraguado: material que disminuye la
velocidad de la reacción química entre el cemento y el agua
retrasando el inicio del fraguado.
29
Tipo C. Aditivos aceleradores de fraguado: material que aumenta la
velocidad de la reacción química entre el cemento y el agua,
acortando el inicio del fraguado.
Tipo D. Aditivos plastificante y retardador: material que combina las
acciones de plastificante y retardador.
Tipo E. Aditivos plastificantes y aceleradores: material que combina
las acciones de plastificante y acelerador.
Tipo F. Aditivos superplastificantes: material que mediante su acción
fluidificante otorga una alta docilidad o, permite una gran disminución
del agua libre para una docilidad dada.
Tipo G. Aditivos superplastificantes y retardadores: material que
combina las acciones de superplastificante y de retardador.
Tipo H: aditivos incorporadores de aire: material que permite que una
cantidad controlada de pequeñas burbujas de aire sea incorporada
durante el amasado y permanezcan después de endurecido.
Es muy importante, en el uso de aditivos, una correcta dosificación según el
fabricante. Hay que recordar que las propiedades no se modifican de forma
proporcional a las cantidades utilizadas.
Estos son algunos cuidados que se deben tomar para evitar problemas en el
hormigón por uso de aditivos:
Se debe procurar una distribución homogénea en la masa de hormigón.
30
Es importante conocer los efectos secundarios y las contraindicaciones de
los aditivos, ya que estos pueden ser de tal relevancia que convenga no
utilizarlos.
Los aditivos más utilizados son los fluidificantes y los plastificantes, producto
de la cantidad de propiedades que mejora e incrementa en el hormigón.
Esto porque al aumentar la plasticidad del hormigón en estado fresco se
puede reducir la relación agua-cemento, aumenta la docilidad, se obtiene
una mezcla más homogénea y favorece la hidratación a fondo del cemento.
En el hormigón endurecido, al usar una menor relación agua-cemento, se
logran mayores resistencias mecánicas, se reducen las retracciones, la
porosidad, la capilaridad, la impermeabilidad, aumentando la durabilidad del
hormigón.
Algunos acelerantes contienen cloruro cálcico, lo que al utilizarse con
Hormigón Armado provoca corrosión en el acero. Además, algunos
acelerantes disminuyen las resistencias mecánicas, aumentando la
retracción hidráulica.
Cuando se utiliza aditivos inclusores de aire, como antiheladizo, se debe
cuidar la compactación para no eliminar un exceso de aire. Se debe recordar
que este tipo de aditivo reduce la resistencia mecánica.
1.2. PATOLOGÍAS DE PROYECTO.-
No se puede analizar de forma detallada las deficiencias en la etapa de
proyecto de una obra dado lo extenso del tema y la variedad de casos
posibles. Pero se pueden mencionar los factores fundamentales en el
proyecto de una estructura que siempre se deben considerar:
31
La necesidad de que se cumplan las condiciones de equilibrio básicas
de la estática, es decir:
ΣR=0 y ΣM=0
Donde:
R = Reacción en una estructura.
M = Momentos en una estructura.
La compatibilidad de las deformaciones de los propios elementos
estructurales y de sus uniones.
La necesidad de representar con todo detalle y a una escala
suficientemente clara, los dibujos de las disposiciones adoptadas,
especialmente las que se refieren a detalles de armaduras, uniones
encuentros, etc.
La conveniencia de redactar un Pliego de especificaciones técnicas
particulares de la obra lo más detallado posible y en el cual se
contemplen todas las características de los materiales a emplear,
forma de realizar el control de los mismos, penalizaciones, etc. Este
documento, al que en ocasiones se le presta poco interés, es
totalmente fundamental y de gran importancia con vista a conseguir
una obra sin defectos y de calidad, y es un documento de gran valor
en el caso de litigio.
En adelante se detallarán algunos de los factores que influyen en las
patologías que ocurren en la etapa de proyecto, y que se pueden deber a
subestimaciones en las cargas aplicadas a la estructura y de las formas en
que pueden actuar, defectos en la canalización de los esfuerzos o errores en
la organización del proyecto.
32
1.2.1 Cargas
Se distinguen las siguientes:
a) Cargas gravitatorias
Dependen del uso del edificio y su acción varia muy poco respecto del
tiempo, se pueden mencionar: peso de los elementos estructurales,
instalaciones, recubrimientos, terminaciones, rellenos, pavimentos, empujes
de tierra, líquidos y sobrecargas de uso.
El error consiste en subestimar las cargas antes mencionadas, por lo que se
recomienda que a la hora de calcular la estructura se tomen en cuenta las
condiciones más desfavorables.
b) Acciones climáticas
Es una carga de complejo análisis dada la incertidumbre de su forma de
actuar, como es el caso del viento en que nunca se sabe cuándo y que
dirección va a actuar. Otro caso es el de la nieve, que por sus características
puede acumularse y causar grandes desequilibrios.
c) Acciones accidentales
Para ejemplarizar esta carga se puede dar el caso de un muro de
contención, donde se deben tomar las medidas para eliminar el agua que se
puede acumular detrás de él, sin esta precaución los empujes serán
superiores a los previstos corriendo serio riesgo de colapsar el muro.
Otra carga accidental que no se puede obviar es la causada por los sismos,
pero será material exclusivo de análisis en otro ítem.
33
1.2.2 Modelación estructural
Un problema que también es muy significativo y que puede ocurrir en la fase
de proyecto es la modelación estructural a través de los elementos
estructurales, horizontales o verticales, hasta la cimentación, y luego al
terreno.
Es importante que en esta etapa, en que se están distribuyendo los
elementos estructurales, se cuente con un equipo multidisciplinario, en que
arquitectos y calculistas logren una estructura equilibrada en los aspectos
arquitectónicos y estructurales.
1.2.3 Organización
El paso intermedio entre la fase de proyecto y la fase de ejecución es la
organización, que se relaciona con la comunicación entre la Dirección
Técnica y la Dirección propiamente tal. En este paso se pueden generar
muchos errores que se traducen en fallas y defectos en la obra.
Hay que recalcar que estos errores no se originan por deficiencia en el
proyecto, ni en la ejecución, sino por falta de comunicación, lo que acusa una
organización inadecuada.
1.3 PATOLOGÍAS DEBIDO A LA EJECUCIÓN.-
Uno de los factores que influye en la generación de lesiones en edificaciones
de Hormigón Armado es la etapa de fabricación y ejecución. Las causas
principales de los defectos en esta etapa pueden ser falta de conocimiento y
calificación de las personas a cargo de la ejecución, negligencia, carencia de
control y supervisión en la ejecución.
34
Aun cuando el proyecto estructural este perfectamente definido y
determinado, hasta en los mínimos detalles, se puede dar la situación en que
se presenten problemas en la ejecución, debido quizás a una mala
interpretación del mismo. Estos problemas derivarán en futuras patologías.
Si el proyecto no es de buena calidad, la probabilidad de ocurrencias de
inconvenientes durante la ejecución aumenta considerablemente.
Es decir una patología en la ejecución puede ser resultado de una patología
de proyecto, si están relacionadas. Sin embargo, sería equivocado asegurar
que si no se presentan errores en el proyecto no existirían inconvenientes en
su ejecución.
Se sabe que siempre existirán errores, pero éstos pueden aminorarse si la
ejecución se realiza siguiendo un buen proyecto y una inspección adecuada.
Los defectos más comunes en la fase de ejecución se relacionan con el
armado del elemento. Algunos de ellos se muestran a continuación:
1.3.1 Errores en el armado
Las causas principales, que se pueden atribuir al armado, que pueden
generar fallas en la estructura son las siguientes:
Defectos en los planos de armado, con empleo de escalas
insuficientes.
Falta de una correcta verificación en la colocación de las barras para
la armadura.
35
Debido a errores originados por el desplazamiento de las armaduras,
durante el proceso de hormigonado, como consecuencia de falta de
amarre, pisado de barras horizontales, golpes con el vibrador,
desplazamiento de estribos, etc.
1.3.2 Estribos y refuerzos
Los estribos tienen como función absorber los esfuerzos cortantes y de
torsión, mantener la armadura principal en su lugar, evitando el pandeo en el
caso de armaduras comprimidas. Puede tener forma de L, de U o de formas
rectangulares, y situados perpendicularmente o en ángulo, con respecto a la
armadura longitudinal.
Para cumplir con su función, el estribo debe tener una sección, forma y
colocación y distancia de separación apropiada, según las especificaciones.
Figura 1.1. Tipos de estribo
Fuente: Manual de Armaduras Aza
36
1.3.3 Anclaje de armaduras
Las fallas por una mala disposición de los anclajes son muy comunes. La
longitud del anclaje varía para cada caso y está basado en el esfuerzo de
adherencia logrado a través de la longitud de las barras con resaltes o
ganchos embebidos en el hormigón.
1.3.4 Traslape de barras
Las longitudes para el empalme entre barras con resaltes, se clasifican
según el tipo de solicitación a la cual estén sometidas las barras, tracción o
compresión, a la calidad del acero y grado del hormigón utilizado, se pueden
efectuar mediante el traslape de las barras fijándolas con alambre, que es lo
más habitual en Chile, o utilizando soldadura o conexiones mecánicas, si así
lo permiten las especificaciones, los planos y el ingeniero responsable del
proyecto.
Figura 1.2. Traslape de barras.
Fuente: Manual de Armaduras Aza
37
1.3.5 Armaduras de suspensión
A veces es necesario suspender las cargar en la parte inferior de las vigas,
generando momentos flectores y esfuerzos cortantes muy importantes, las
cuales se absorberán por medio de armaduras adicionales, transmitiendo
estas cargas a la armadura principal.
Por ejemplo, en el caso de vigas en T invertida, se deben colocar armaduras
transversales a la sección de la viga, que unan el alma con las alas de la
viga, absorbiendo los esfuerzos de tracción y de corte que aparezcan en la
sección.
1.3.6 Recomendaciones generales
Se pueden resumir algunas recomendaciones y precauciones que se deben
tomar cuando se utilicen armaduras, con el fin de evitar la aparición de
efectos patológicos:
a) Armaduras.
Los aceros a emplear estarán limpios de oxido no adherente, pintura,
grasa o sustancias perjudiciales.
Las armaduras deben atarse bien para impedir su movimiento o
deformación durante el hormigonado.
No es recomendable el empleo de aceros de diferentes características
mecánicas dentro de una misma pieza.
b) Recubrimientos.
Para los casos más comunes normalmente usados en Chile y que en la
práctica no han dado origen a problemas de corrosión, salvo en ambientes
38
muy agresivos, en la tablas N° 3 se muestran los recubrimientos mínimos
recomendados para condiciones normales y severas, destinados al hormigón
vaciado en obra y al hormigón prefabricado producido en condiciones de
control de planta, respectivamente.
Recubrimientos mínimos para hormigón vaciado en obra (no pretensado)
Hormigón y elementos
Barras y armaduras
Recubrimiento mínimo
mm
Condiciones
normales
Condiciones
severas
a) hormigón colocado contra el suelo y permanentemente
expuesto a el.
50
70
b) hormigón expuesto al suelo o al aire libre.
Barras db 18 a db 36
Barras db 16 y menores
40
30
50
40
c) Hormigón no expuesto al aire libre ni en contacto con el suelo
Losas, nudos, nervaduras:
Barras db 16 a db 36
Barras db 12 y menores
Vigas y columnas:
Armadura principal
Amarras, estribos y zunchos
Cáscaras y placas plegadas:
Barras db 18 y mayores
Barras db 16 y menores
20
15
30
20
20
15
20
20
40
30
20
15
d) Elementos de confinamiento en albañilerías
Armaduras principal db 10 y menores
Amarras, estribos y zunchos db 8 y menores
20
15
30
20
db = Diámetro nominal de la barra
Tabla 3. recubrimientos minimos para barras de acero
Fuente: Norma NCh 430 Of. 2007
39
c) Espaciamiento mínimo entre barras
El espaciamiento libre mínimo entre barras, o entre un traslape y los
empalmes o barras adyacentes, tiene por objeto permitir un flujo rápido y una
buena penetración del hormigón dentro de los espacios comprendidos entre
las barras y el encofrado sin crear nidos o huecos, pero en la práctica ocurre
que un espaciamiento insuficiente puede impedir la entrada libre de la aguja
del vibrador, ya que tiene un diámetro mínimo de 45 milímetros en los
eléctricos y de hasta 70 milímetros en los de aire comprimido, lo que puede
ocasionar el atascamiento de la aguja, imposibilitando a veces el sacarla,
teniendo que cortar la manguera.
Espaciamiento o separación Mínima entre barras (mm)
Elemento 8 10 12 16 18 22 25 28 32 36
Columnas
Vigas
40
25
40
25
40
25
40
25
40
25
40
25
45
30
45
30
50
30
50
30
Tabla 4. Espaciamiento mínimo entre barras
Fuente: Manual de armadura de refuerzos para hormigón. Gerdau Aza
1.4 INFLUENCIA PRODUCIDA POR EL AMBIENTE EN LA
DURABILIDAD DEL HORMIGON
El medio ambiente en el cual se verá expuesta la estructura de Hormigón
Armado puede presentar diversos tipos de condiciones de agresividad las
cuales se verán relacionada a un origen físico, químico o físico-químico las
cuales atacarán al Hormigón Armado. Según sea el nivel de dicho ataque y a
su vez la velocidad con que esta se produce, nos podemos encontrar con
estructuras que cumplan parcialmente o no cumplan su funcionalidad para la
cual fue construida.
40
Con relación a los tipos de ambiente que existen y afectan a la estructura de
Hormigón Armado, se pueden clasificar de la siguiente manera, según su
nivel de agresividad:
Ambiente suave o débil agresividad.
Ambiente moderado o de mediana agresividad.
Ambiente severo o agresivo.
Ambiente químicamente agresivos.
1.4.1 Ambiente Suave o débil agresividad
En el ambiente suave o de débil agresividad se entenderá por él a aquel
entorno interior o semi interior de una edificación que se localice en un
ambiente fresco.
1.4.2 Ambiente moderado o de mediana agresividad
Esta clase de ambiente tendrá por característica principal el contacto con
agua o con terreno de nula agresividad, sin presentar mayores
complicaciones como las que se presentan en ambientes de superior nivel.
1.4.3 Ambiente severo o agresivo
Con relación al ambiente severo o agresivo, se entiende por éste a aquel
ambiente en donde la estructura de Hormigón Armado se encuentra en
contacto con aguas salinas y/o con un cierto grado de acidez.
41
1.4.4 Ambiente químicamente agresivos
Esta clase de ambiente se encuentra localizado en sectores donde el
Hormigón Armado es utilizado para la creación de industrias, celulosas,
almacenamiento de fertilizantes, industrias químicas, etc.
A medida que se va incrementando el nivel de agresividad en el ambiente se
debe tener en consideración que se tendrá que utilizar un hormigón que
posea mejores características de durabilidad y resistencia. Para ellos se
deberá tener presente que al aumentar la agresividad se impermeabilizará de
mejor manera el hormigón.
Lo que habitualmente se realiza en la confección de hormigones en
ambientes adversos es disminuir la relación agua/cemento y aplicar aditivos
plastificantes para poder otorgar mayor plasticidad al hormigón, pero sin
embargo, se debe tener presente que esto puede resultar desfavorable ya
que puede afectar a la durabilidad de la estructura y disminuir su resistencia
producto de segregaciones que pueda originar este plastificante.
Una de las causales de patologías habituales en ambientes adversos son
aquellas que son provocadas por la acción de aguas agresivas. Estas
provienen de aguas sucias, pantanosas y subterráneas las cuales contienen
una cierta cantidad de sulfato procedente de la tierra, causando daños
considerables en la estructura de hormigón. Estos sulfatos al reaccionar con
el hormigón forman aluminatos y yeso en el hormigón lo cual perjudica
considerablemente su condición de uso.
Otra causal de patologías en ambientes agresivos lo son el ataque de
lluvias acidas, las cuales poseen como característica principal el contener un
pH de 4 e incluso menor a este valor el cual genera daño en el hormigón por
42
el hecho de tener acido sulfúrico (compuesto químico muy corrosivo) que
condensan las gotas provocando daño en la estructura de hormigón.
1.5 LESIONES DERIVADAS DE LOS DEFECTOS DEL ACERO.-
Sin duda, el Hormigón Armado debe ser uno de los materiales estructurales
más utilizados en las construcciones. Esto por la cantidad de beneficios que
otorga la unión acero-hormigón, con la participación fundamental de acero
para soportar los esfuerzos de tracción en los elementos estructurales de
Hormigón Armado.
Se pueden nombrar tres características en el comportamiento de estos
materiales que los hacen compatibles para su uso:
Módulo de dilatación térmica: es similar en ambos materiales, 11 x 10-6
en el acero y 10 x 10-6 en el hormigón.
Módulo de deformación elástico: el del acero es mayor, 2,1 x 10-6
kp/cm2 y para el hormigón 2,5 x 10-5 kp/cm2.
pH alcalino del hormigón: funciona como capa protectora frente a la
corrosión del acero.
1.5.1 Defectos del acero
Los principales defectos que puede presentar el acero son:
Impurezas
Defectos superficiales
Corrosión superficial
43
Se deben a impurezas en la aleación, inclusiones de sustancias extrañas o
gases retenidos.
Las impurezas de aleación están compuestas por azufre, fósforo,
manganeso y silicio. El azufre y el fósforo no deben superar el 0,04% sino
puede llegar a ser muy peligroso.
Se pueden generar defectos superficiales por una deformación demasiado
rápida, ocasionando desgarramientos superficiales.
La corrosión superficial, a diferencia de los defectos anteriores que se
generan durante el proceso de fabricación, ocurre como consecuencia de un
inadecuado almacenamiento donde se expone el acero a un ambiente
corrosivo.
1.5.2 Corrosión del acero
En el proceso de corrosión del acero se produce oxido laminar, que al ser
expansivo puede dañar seriamente el hormigón que lo rodea.
La corrosión del acero afecta su aspecto y sección, por lo que disminuirá su
resistencia.
Dado que para que se produzca corrosión debe haber presencia de agua o
humedad, que son factores dados por el medio ambiente.
Se puede clasificar la corrosión del acero en dos tipos: corrosión química y
corrosión electrolítica.
44
Química: se deben a reacciones producidas por la acción del medio
ambiente (agua, ambientes marinos, gases industriales, etc.). Los aceros
expuestos a estos ambientes sufren los efectos corrosivos debido a la
acción de cloruros, que son arrastrados por el viento y depositados en el
acero.
Electroquímica: ya que en un mismo metal hay áreas de diferente
potencial eléctrico. La corrosión no se distribuye de manera uniforme
sobre la superficie del acero, sino que queda localizada en determinadas
zonas (ánodos) de las que fluye una corriente eléctrica hacia las zonas
protegidas (cátodos), al darse corrientes eléctricas entre dos zonas del
material con diferentes potenciales. Este tipo de corrosión es la más
peligrosa.
1.5.3 Deficiencia en la ejecución de las armaduras
Al igual que en el hormigón, con las armaduras también se pueden originar
errores en el proceso de ejecución.
Los errores en el corte de las barras no tienen mayor trascendencia, desde el
punto de vista estructural, solo en casos en que se han sobrepasado las
tolerancias de forma amplia.
Los errores en el doblado de las barras se deben, generalmente por usar
radios menores a los que se especifican. Además a veces se generan
roturas en los codos de las armaduras por doblados mal realizados.
Se debe tener especial cuidado en la etapa de colocación de las armaduras,
principalmente con lo referente al recubrimiento de hormigón, el que de
presentar problemas puede llega a afectar la durabilidad de la estructura.
45
Figura 1.3. Armaduras con poco recubrimiento.
Fuente: Enciclopedia Broto de Patologías de la Construcción. Broto, Carles
Otro problema en la colocación de las armaduras es generar zonas densas
de armaduras, las que no permiten el paso del hormigón entre ellas,
generando oquedades. Aunque este defecto se debe generalmente a
errores de proyecto.
1.5.4 Factores que facilitan la corrosión en las armaduras
Durante las etapas de amasado y fraguado del hormigón, se pueden producir
defectos que derivarían en la formación excesiva de poros o un tamaño
mayor de los mismos.
46
Si los poros son de gran tamaño estos se pueden intercomunicar formando
cavidades, facilitando que la humedad del medio ambiente penetre en la
masa y llegue hasta las armaduras, acelerando los procesos de oxidación.
También existe un alto peligro de deterioro del hormigón en las zonas
expuestas a ciclos hielo-deshielo.
Las fisuras igual representan un peligro de oxidación para las armaduras,
pero solo en casos en que su ancho supere cierto límite. Para atmósferas no
agresivas las fisuras de anchos menores a 0,2 mm no constituyen riesgo de
oxidación. Si el ambiente donde se encuentre el hormigón es de una
atmósfera marina o industrial, las fisuras no deben superar los 0,1 mm.
1.6 DETERIORO DEL HORMIGON POR AGENTES EXTERNOS.-
Cuando se habla de destrucción del hormigón por agentes externos se
deben tener presente las dos grandes causas por las cuales se
desencadenará una patología en una edificación, en primer lugar nos
encontraremos con el ataque de agentes físicos y por el ataque de agentes
químicos.
En el primer grupo de ataques físicos, estos pueden aparecer tanto en
hormigón fresco como endurecido. Los ataques provenientes de agentes
químicos, pueden producirse en el hormigón y a su vez en el acero.
A continuación se analizaran los dos tipos de ataques que pueden afectar al
hormigón, aclarando los agentes más perjudiciales para la estructura de este
material.
47
1.6.1 AGENTES FISICOS CAUSALES DE PATOLOGIAS
Los agentes físicos más frecuentes que pueden originar efectos adversos en
el hormigón son los siguientes:
Temperaturas ambientales bajas y altas.
Daños ocasionados por la presencia del fuego.
A continuación se analizaran estos dos agentes físicos los cuales provocan
fallas en el hormigón de gran consideración.
A) TEMPERATURAS AMBIENTALES BAJAS Y ALTAS
Dentro de los agentes físicos más comunes a localizar en una obra de
edificación, se encuentran las condiciones climáticas en las cuales se estime
el frío y el calor. Estos inconvenientes se pueden hallar en los casos del
hormigonado en tiempo frío y caluroso.
Desde un punto de vista patológico, las fallas que se puedan presentar
en uno u otro tipo de condición climática serán prácticamente diferentes y los
síntomas y tratamientos serán también distintos, tanto en ambiente frío como
en ambiente caluroso.
A continuación se explicarán estas dos condiciones ambientales a la
cual se puede ver enfrentado el hormigón.
48
HORMIGÓN EN TIEMPO FRÍO
Uno de los principales inconvenientes en el cual se puede ver enfrentada una
faena de hormigón en tiempo frío, tiene relación con el congelamiento que
pueda sufrir el agua que posee la masa de hormigón. Es por esta razón que
una de las preocupaciones fundamentales que se debe tener al dosificar en
esta clase de obras las cuales se ven enfrentadas al frío, es utilizar una baja
dosis de agua/cemento y utilizar incorporador de aire, lo cual será tema a
tratar en capítulos posteriores.
La acción que genera el frío sobre un hormigón en tiempo de fraguado o
comienzos de endurecimiento, hace retardar e incluso cancelar su
endurecimiento al existir una disminución en la velocidad de hidratación de
los componentes del cemento, lo que desencadena en un tiempo de
fraguado y una tasa de ganancia de resistencia mucho más lenta.
En temperaturas que fluctúen entre 10 y 20 º C se debe tener presente que el
cambio de un 1 º C puede hacer variar en aproximadamente 1 hora el tiempo
de fraguado del hormigón ocasionando inconvenientes en los procesos de
desmoldes.
Otro punto importante a tener en cuenta, es el hormigonado a temperaturas
inferiores a 0 º C el cual genera complicaciones en su resistencia mecánica y
durabilidad, aunque posteriormente se efectúe el hormigonado a
temperaturas normales.
El hormigonado en tiempo frío puede sufrir patologías si este trabajo se
efectúa teniendo presente la existencia de una diferencia de temperatura las
cuales excedan los 20 º C entre la superficie y la masa interior de hormigón,
la cual puede producir agrietamiento.
49
El aislamiento o protección en el hormigonado se deben quitar gradualmente
para evitar un choque térmico en el hormigón y así no sufrir fallas las cuales
sean generadas por el congelamiento a edades tempranas como se ve
reflejado en la figura 1.4.
Figura 1.4. Patología superficial por causas del clima frío
Fuente: http://ich.cl/detalle_faq.php?id_faq=20&id_cat=todas
HORMIGÓN EN TIEMPO CALUROSO
No solo las bajas temperaturas pueden ocasionar patologías de gran
consideración en el hormigón. El calor también es otro agente del cual, si no
se tiene cuidado en el proceso de fraguado y posterior endurecimiento,
puede desencadenar en fallas irreversibles para la estructura.
50
Para que existan patologías por causas del calor en el hormigón, se debe
tener en consideración que la temperatura a la que da lugar el calor debe ser
elevada y a su vez que el hormigón este envuelto en una atmosfera de muy
baja humedad relativa. Generalmente al producirse un elevado aumento de
la temperatura en el ambiente, la humedad relativa que envuelve al hormigón
disminuye a valores muy bajos, por consiguiente, el hormigón pierde el agua
que tanta falta le hace en la etapa de fraguado y endurecimiento,
desencadenando en una gran sequedad superficial, provocando deficiencias
en la hidratación de los componentes activos del cemento produciendo una
disminución en su resistencia mecánica, aumento de la retracción plástica y
desecado superficial con desintegración del hormigón.
Según lo estipulado por la norma NCh 170 Of. 1985, esta indica que cuando
las condiciones ambientales induzcan una evaporación igual o mayor que 1
kg de agua por m2 por hora, la temperatura del hormigón en el momento de
ser colocado debe ser menor que 30° C en elementos corrientes, y menor
que 16° C en elementos cuya menor dimensión exceda de 0,80 m.
Para no sufrir efectos patológicos los cuales podrán inducir a fallas en el
hormigón, se deberá tener presente que la temperatura del hormigón a la
salida de la hormigonera deberá estar entre 10° C y 16° C para elementos
corrientes y entre 5° C y 10° C para elementos masivos.
Una de las patologías más habituales que puede desencadenar las altas
temperaturas, es la de fisuración por retracción plástica. Esta clase de
patología se presenta cuando el hormigón se encuentra en su estado
plástico, en la cual posteriormente se presentan fisuras en la superficie
expuesta del elemento, esto ocurre desde las primeras horas de colocación
del hormigón hasta que alcanza el término de fraguado. La causante de esta
problemática se debe a una pérdida rápida de agua que exuda a la superficie
51
durante la etapa de sedimentación de las partículas en suspensión de la
mezcla, cuando todavía no se ha finalizado el fraguado del hormigón. Estas
fisuras se provocan cuando existe una elevada temperatura del aire o del
hormigón, baja humedad relativa y viento. Esto provoca secamiento en la
capa superficial expuesta antes de que finalice el proceso de fraguado como
se mencionó con anterioridad. (Ver figura 1.5)
Figura 1.5. Fisuración por retracción plástica
Fuente:http://www.construmatica.com/construpedia/Caracter%C3%ADsticas_
de_los_Morteros
Generalmente las fisuras causadas por la retracción plástica aparecen en las
superficies de losas y pavimentos de hormigón, siendo estas habitualmente
fisuras cortas y paralelas, separadas una de otra entre 30 a 90 cm, y de poca
profundidad.
B) DAÑOS OCASIONADOS POR LA PRESENCIA DEL FUEGO
Cuando ocurre un incendio, la estructura de Hormigón Armado en un edificio
está sujeto a absorber calor, el cual se traduce en una expansión térmica.
52
Las elevadas temperaturas pueden afectar considerablemente la resistencia
de la estructura del hormigón incluyendo las armaduras de acero.
El aumento de la temperatura provoca en la estructura de Hormigón Armado
una baja en la resistencia mecánica a la compresión y a la tracción, un
aumento en su deformación por rotura y una baja considerable en su modulo
de elasticidad.
Las alteraciones que puedan ocurrir por causas del fuego con relación a la
variación de las características físico-mecánicas se encuentra relacionado a
los materiales utilizados en su elaboración y a la temperatura que estuvo
sometida la masa de hormigón. Los hormigones confeccionados con áridos
silicios poseen una mayor conductividad térmica y poseen mayor capacidad
de dilatación que los elaborados con áridos calizos. Siendo este último tipo
de árido, más vulnerable en caso de incendios.
Con relación a la acción del fuego propiamente tal, este al alcanzar su punto
crítico de ignición el cual se estima a 273º C, en este periodo solo la
estructura de aluminio se ve afectada. Desde la temperatura mencionada en
adelante se comienza a desarrollar el fuego equivalente o normalizado.
El hormigón comienza a deteriorarse a temperaturas mayores de 380º C en
periodos prolongados de tempo. A temperaturas entre 400 y 800º C se
presenta una ligera pérdida de la resistencia, la cual al pasar los 400º C
puede disminuir entre 15 a 25% su resistencia dependiendo si el hormigón
está compuesto con áridos calizos o silicios. Pasados los 800º C deja de
poseer una resistencia a la compresión.
El hormigón en el periodo de aumento de temperatura va sufriendo una serie
de cambios de coloración que puede inducir a perdidas de resistencia y del
53
cambio de condiciones experimentales (Ver figura 1.6); es así como a 200º C
el color del hormigón es gris y no existe cambios notorios de condiciones. De
300 a 600º C el color cambia a rosa o rojo permaneciendo el hormigón
prácticamente sano. Entre los 600 y 900º C el hormigón cambia a un
segundo color gris con partículas rojas que indican friabilidad con altas
succiones de agua. De 900 a 1200º C el color cambia a amarillento teniendo
una gran baja en su resistencia.
Figura 1.6. Influencia de la temperatura sobre la resistencia
a rotura del hormigón.
Fuente: Patología y terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Efectos del fuego sobre la estructura de Hormigón Armado
Los daños producidos por un incendio en el Hormigón Armado pueden ser
muy variables, las cuales pueden ir desde la simple decoloración o
54
manchado producto del humo hasta la total destrucción de una edificación,
por combustión o, por perdida de la resistencia de los elementos
estructurales.
Los efectos de patologías en la estructura de Hormigón Armado por causa
del fuego comienzan a partir del comportamiento de los materiales. El
hormigón pierde menos capacidad de resistencia que el acero a altas
temperaturas.
El hormigón por el hecho de estar expuesto al fuego, su evaluación posee
mayor complejidad a diferencia del acero. Estas evaluaciones de daños en la
estructura de hormigón poseen diferentes tipos de variables las cuales van
desde las variaciones de la densidad, la porosidad, el tipo de árido y el
método de vibración durante la ejecución.
Los principales efectos del fuego en una estructura de Hormigón Armado,
podrían acotarse en:
Deterioro a la adherencia por salto térmico entre la armadura de acero
y el hormigón.
Pérdida considerable del espesor de recubrimiento del hormigón,
debido al desprendimiento por explosión del hormigón o efecto
spalling.
Baja en la resistencia del hormigón, cuando su temperatura supera los
380º C durante extensos periodos.
Baja en la resistencia de las armaduras de acero cuando la
temperatura supera los 250º C.
55
Deterioro o destrucción de las juntas y sellados, pudiendo
desencadenar un colapso del edificio.
A continuación se explicarán de forma más detallada los efectos más
relevantes, por lo cual, el fuego puede producir patologías.
Deterioro a la adherencia
La existencia de porosidad permite que las elevadas temperaturas atraviesen
el hormigón y lleguen a las armaduras de forma muy rápida. El acero por el
hecho de ser buen conductor, hace que se caliente toda la barra pero no el
hormigón. Es por esta razón que el acero tiende a dilatarse y el hormigón no,
produciendo compresiones y fisuras. A continuación se produce el
enfriamiento y la rotura, la adherencia se ve afectada por el salto térmico que
ocurre en el interior del Hormigón Armado (ver figura 1.7).
Esta clase de patología se produce por un aumento de la temperatura brutal
o bien por un enfriamiento brusco.
La rotura por adherencia en el hormigón se produce en el proceso de
enfriamiento, es decir, cuando el hormigón ya no se encuentra con la
presencia de humo. Por tanto las grietas aparecidas así son blancas, porque
la superficie interior no se encuentra ahumada.
56
Figura 1.7. Proceso patológico por daño a la adherencia.
Fuente: http://ingenieria-civil2009.blogspot.com/2010/09/patologias-efectos-
de-incendios-en.html
Desprendimiento por explosión del hormigón o efecto spalling
Esta clase de patología por causa del fuego se origina cuando la temperatura
del fuego se encuentra entre los 100 y 150º C, por causas del impacto
térmico y el cambio de estado del agua que posee la estructura en su
interior.
A medida que el agua se va transformando en vapor y debido a la densa
estructura del hormigón, este vapor no puede salir a través de este y la
presión aumenta. Cuando esta presión en el hormigón es mayor que su
resistencia, es en este punto en donde comienza el proceso de
desprendimiento o spalling.
57
Estas oquedades que se producen dejan al descubierto al hormigón, el cual
queda expuesto a un calor intenso, lo que produce un desprendimiento
mayor en menos tiempo.
El desprendimiento en esta clase de fallas es rápido, por lo que el hormigón
de recubrimiento salta durante el incendio por lo cual la superficie interior
permanece expuesta al humo y el hollín, quedando oscura las grietas.
Si se habla de un incendio en el interior de una edificación, la sección de una
estructura más expuesta al fuego y también la más sensible es la cara
inferior de las losas. Es aquí en donde las tensiones son de tracción y
principalmente soportadas por la estructura de acero. De modo tal que si
éstas se ven directamente afectadas por altas temperaturas producidas por
la presencia del fuego, la disminución de su resistencia se traduce en la
transmisión de esfuerzos al hormigón, ya sobretensionado interiormente.
Desencadenando en la rotura por esfuerzos de corte del hormigón y el
colapso de las losas.
El desprendimiento por explosión del hormigón o efecto spalling depende de
gran medida de la proporción de agua/cemento que posea el hormigón. Se
debe tener presente que con contenidos de humedad menores al 3% no
existiría ningún riesgo en la estructura de Hormigón Armado.
A continuación, a través de las siguientes ilustraciones se dejará en claro el
proceso de el desprendimiento por explosión del hormigón o efecto spalling
por causas de la presencia del fuego.
58
El vapor de agua es un componente
estable e integral en el hormigón con
carácter previo a su calentamiento
Con el fuego, el vapor de agua emigra a
través de capilares mientras sube la
temperatura
En la parte caliente, el vapor de agua
emerge como vapor en la parte caliente,
y como liquido en la parte fría
El hormigón se deseca y comienza a
desprender
El desprendimiento se hace más grave a
medida que el fuego avanza, dejando
expuesto los refuerzos
Figura 1.8. Proceso del efecto spalling o desprendimiento del hormigón por
presión en los poros.
Fuente: Análisis del articulo “effect of fire on concrete structures”.
Castillo Jáquez. E
59
1.6.2 AGENTES QUIMICOS CAUSALES DE PATOLOGIAS
El hormigón se considera como un sistema heterogéneo y poroso, el cual se
encuentra rodeado en algunos casos de un medio el cual está propenso a
reaccionar con alguno de sus componentes que lo constituyen. El hormigón
es inmune a ataques en seco de sustancias químicas, pero también puede
ser atacado por ácidos, causando gran daño en él.
La durabilidad que puede mostrar el hormigón dependerá del grado de
compacidad que este posea. Ya que el grado de porosidad que tenga el
hormigón, será el medio por el cual puedan penetrar los gases y humedad.
Un hormigón endurecido presentará un nivel de porosidad constituidos por
diferentes tamaños de poros. Un hormigón que posea una porosidad de
hasta el 10% se puede denominar como un material de baja porosidad. Si el
hormigón posee más de 15% se considerará un hormigón con alta porosidad,
teniendo por consecuencia una alta probabilidad de sufrir problemas por
durabilidad.
Las redes capilares que se forman por los poros en el hormigón, son los
conductos que permiten el trasporte de líquidos y gases por el interior de
esta masa. Estos conductos o medios hacen posible que exista la posibilidad
de que el hormigón pueda ser atacado por agentes químicos los cuales se
analizaran a continuación.
a) Ataque por ácidos al hormigón
Se debe tener presente que el hormigón es un material de características
básicas, el cual posee un pH que se aproxima a 13, es por esta razón que
este material puede ser atacado por sustancias acidas cuyo pH sean menor
60
a 7. Cabe señalar que ningún hormigón puede resistir durante mucho tiempo
el ataque de agua fuertemente acida, la cual posea un pH igual o menor a 3.
Al existir un líquido agresor de tipo acido este reacciona con los hidratos del
cemento los cuales son de tipo básico, formando sal más agua. Esta
reacción se produce en las superficies de contacto entre el fluido y los
hidratos del cemento, es por esta razón, que la porosidad tomará un rol
fundamental para su desarrollo como ataque químico.
Podemos identificar y diferenciar en los ataques por acido dos casos
específicos. El primero de ellos se da cuando la sal formada en el contacto
entre el acido y el hidrato del cemento no es soluble, cuando ocurre esto,
esta sal forma una barrera y actúa como protección del desarrollo del propio
acido. El segundo caso, si la sal que se forma es soluble, esta no forma
protección y el ataque seguirá su proceso. De estos dos caso se puede
concluir que el peligro que posee el ataque de ácidos dependerá de la
solubilidad de sus sales cálcicas.
Un ejemplo concreto se da en el acido clorhídrico cuando ataca al hormigón,
en el cual se produce cloruro de cálcico y agua, la sal que este ataque forma
es soluble haciendo que no se forme barrera y por ende el ataque es
peligroso. Caso contrario se puede ver en el acido fosfórico cuando ataca al
hormigón, acá se genera fosfato de calcio y agua, la sal que se forma por
este ataque es insoluble y forma una barrera de protección frente al ataque.
b) Ataque de aguas puras
Esta clase de ataques consiste en una erosión química en la superficie del
hormigón por sustancias externas capaces de disolver algún componente del
61
cemento en un proceso de lixiviación5. El principal efecto es la disolución de
la portlandita, dado que su solubilidad es considerablemente elevada.
Se conoce el agua pura como aquella que lleva muy pocas cantidades de
sales disueltas, como las que provienen de deshielos.
c) Lluvia acida
Este fenómeno se debe al carácter acido del agua que ataca al hormigón y
son esencialmente superficiales. Las lluvias acidas atacan al hormigón
puesto que pueden alcanzar un pH de 4, e incluso menor.
d) Carbonatación
La Carbonatación consiste en un proceso en el cual la alcalinidad de un
hormigón se ve alterada por los efectos de las reacciones causadas por la
atmosfera que puede estar contaminada por anhídrido carbónico.
Este caso especial de ataque acido se origina en hormigones porosos, pocos
compactos y con recubrimientos deficientes.
Las armaduras de un hormigón están protegidas al riesgo de oxidación por
su recubrimiento y por la presencia de hidróxido de calcio. Pero el hecho de
no poseer un recubrimiento adecuado tienen otras deficiencias como las
mencionadas con anterioridad, la humedad ambiental con anhídrido
carbónico penetra al interior de la masa hasta llegar a la armadura. El
hidróxido de calcio que posee se transforma en carbonato, disminuyendo la
5 Proceso en el cual un líquido disolvente se pone en contacto con un sólido pulverizado con la finalidad de que se produzca la disolución de uno de los componentes del sólido.
62
alcalinidad del hormigón desde un pH de 12 o 13 a otro de valor 9 o 9,5
provocando oxidación.
e) Ataques por aguas residuales
Esta clase de ataques se pueden producir si bajo la acción bacteriana el gas
sulfhídrico disuelto en agua se transforma en acido sulfúrico. La
concentración de acido debe sobrepasar las 150 ppm para que el ataque se
produzca. Es por esta razón que pocas veces esta agua ataca de forma
directa al hormigón.
f) Ataque de sales
Esta clase de patología se produce a causa de la humedad en ambientes
marinos. Con independencia de ataque químico que el agua de mar ejerce
sobre el hormigón fabricado con ella, el vapor de agua contenido en la
atmosfera de sectores marinos se encuentra cargado de cloruros y sulfatos.
Por lo cual el agua al evaporarse en el interior o sobre los poros del
hormigón, estas sustancias producen tensiones internas las cuales
desencadenan en fallas en el hormigón.
g) Reacción álcalis – áridos
Esta se forma al reaccionar determinados tipos de áridos con el cemento, o
con productos de hidratación del mismo, provocando la aparición de
importantes procesos patológicos en el interior de este material. Por álcalis
se entiende el contenido de iones sodio y potasio del cemento, estos
reaccionan con los áridos activos.
63
Se conocen tres tipos distintos de reacciones, las cuales son la sílicea, la
álcali-dolomítica y el álcali-carbonato.
La presencia de sílicea produce un aumento de volumen, provocando
considerables presiones en el hormigón.
La reacción álcali-dolomítica genera una zona porosa alrededor del árido
produciendo una debilitación de la unión árido-pasta.
La reacción álcali- carbonato se da en los hormigones que poseen rocas
carbonatadas los cuales reaccionan con los álcalis presente en los poros del
hormigón produciendo expansiones y fisuraciones.
h) Ataque por piritas
Ciertos áridos de tipo piritas contienen sulfuro que tras una primera fase de
oxidación pueden generar sulfato, el cual si se da en cantidades suficientes,
puede convertirse en un ataque sulfatico particular.
i) Ataque por sulfatos
Existen sulfatos tales como los de calcio, sodio y magnesio los cuales son
muy comunes en la naturaleza y son perjudiciales para el hormigón. Estos
pueden originarse de los propios áridos y otros componentes del hormigón.
El ataque por sulfatos se da como efecto de una expansión, debido a la
formación de sustancias sólidas cuyo volumen resulta ser mayor que el
volumen de los elementos que efectúan la reacción.
64
1.7 SINTOMATOLOGÍA.-
Cuando una estructura esta “enferma” reacciona presentando síntomas, los
que nos pueden guiar a encontrar el origen o la causa de tal enfermedad, la
que puede ser debida a deficiencias en el proyecto, en la ejecución, en la
elección de materiales, o a causas del tipo accidental, por lo tanto, no
predecible.
Los síntomas que puede presentar una estructura son muy variados (fisuras,
desprendimientos, cambios en el color). Algunas veces bastará con una
inspección visual de los síntomas para determinar la causa de la falla y hacer
un diagnóstico. Otras veces será necesario un levantamiento del proyecto,
una revisión del proyecto de cálculo original, extracción de testigos y
diferentes tipos de ensayos.
Las fisuras son, para el caso de estructuras de Hormigón Armado, los
síntomas patológicos de mayor importancia. Es normal ver fisuras en este
tipo de estructuras.
Visto del lado estructural, existen fisuras no estructurales y fisuras
estructurales, las primeras siempre estarán, y no influyen negativamente en
la resistencia ni comportamiento de la estructura, las segundas, que se
producen en el hormigón endurecido por cargas muertas, por fuerzas
aplicadas, por deformaciones excesivas del hormigón u otras influencias de
carga externa, no deben presentarse.
Las fisuras aparecen en el hormigón debido a su baja resistencia a los
esfuerzos de tracción, los que se pueden generar por deformaciones,
desplazamientos, cargas externas e internas y otros factores que producen
65
tensiones en el hormigón, provocando que este se agriete dado que se
superó su resistencia a la tracción.
Cuando se produce hinchazón en el hormigón, ésta puede estar
acompañada de disgregaciones o desagregaciones. Las disgregaciones son
roturas del hormigón por esfuerzos internos de tracción que el hormigón no
soporta. La desagregación es la degradación del cemento que deja de
funcionar como aglomerante, los componentes del hormigón pierden
cohesión y los áridos se desprenden. Las causas de las desagregaciones
suelen ser ataques químicos, sobre todo sulfatos y cloruros.
El cambio en la coloración del hormigón se puede deber a la presencia de
cloruros y el uso de aditivos no adecuados, o por efecto del desmoldante
utilizado. Si bien el cambio de coloración no tiene efectos perjudiciales en la
resistencia de la estructura, desde el punto de vista estético tiene gran
importancia, sobre todo en hormigones a la vista.
Otro síntoma patológico son las eflorescencias, ocasionadas por la presencia
de sales solubles en la masa de hormigón. Estas sales son llevadas a la
superficie por el agua de la masa, las que al cristalizar se presentarán como
manchas en la superficie de los paramentos. Cuando la cristalización se
produce dentro del hormigón (criptoflorescencia) se pueden generar
tensiones internas por el aumento de volumen causadas por los cristales.
De los síntomas antes mencionados, la fisura es la de más ocurrencia y la de
más amplio espectro. Y es la que comenzaremos estudiando en el ítem
siguiente.
66
1.7.1 Fisuración
Las fisuras aparecerán en todas construcciones en que exista hormigón,
estas fisuras pueden manifestarse al cabo de años, semanas, días o incluso
horas, desde su colocación en obra.
Las características de las fisuras, como: posición en el elemento estructural,
forma, proceso, trayectoria, etc., deben ser analizados si se quiere llegar a la
causa que lo generó.
Existen dos tipos de fisura:
Fisuras no estructurales: Lo producen los materiales constituyentes
del hormigón. Se puede generar durante su estado plástico,
endurecimiento, o después de éste.
Fisuras estructurales: Debidas a cargas externas, que generan
esfuerzos de tracción o compresión, o por deformaciones del
hormigón. Se produce en el hormigón endurecido.
También se pueden considerar dos tipos de fisuras diferentes, según el
estado en que se encuentre el hormigón cuando se presentan, una ocurre
cuando el hormigón está en estado plástico o fresco, esto es antes de
comenzar el fraguado y otra, sucede durante la etapa de endurecimiento.
67
a) Fisuración en estado plástico
Estas fisuras comienzan minutos después del vertido del hormigón
hasta el inicio de la fase de fraguado, en decir cuando el hormigón se
encuentra en estado plástico.
Fisuras de retracción hidráulica
La fisuración causada por la retracción hidráulica se debe por la pérdida
paulatina del agua del hormigón. Si el hormigón no está en un ambiente
húmedo el agua libre comenzará a evaporarse sucesivamente desde la fase
plástica del hormigón, originándose una contracción que hará que los
agregados se acerquen entre sí. Es por esto que la retracción no es una
fuerza sino una deformación. Entonces para que esta deformación genere
esfuerzos de tracción es necesario un ambiente seco y que la estructura esté
limitada para deformarse, ya que si está libre no existe tensión.
La magnitud de las tensiones generadas queda determinada también por la
magnitud de la contracción producida, que depende de dos componentes:
De la pérdida de agua de amasado del hormigón por evaporación
hacia la atmósfera. Por su origen, este componente de la contracción
aumentará para una mayor dosis de agua del hormigón y para una
menor humedad ambiente.
La contracción endógena de la pasta de cemento, que proviene de la
reacción química de endurecimiento. Por la forma en que se origina,
este componente aumenta para una mayor dosis de cemento y
también para una menor humedad ambiente.
68
La limitación que tiene un elemento para deformarse es muy difícil de
avaluar, se deben considerar varios factores: ligazón con el terreno, con
otras estructuras adyacentes u partes de estas, además de su forma
geométrica.
Figura 1.9. Movimiento libre, no se fisura
Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J.
Figura 1.10. Movimiento coartado, se puede fisurar.
Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J.
Será necesario considerar la ligazón con otro elemento, es decir, la rigidez
del elemento, ya que se puede dar el caso que la fisuración no se presente
en el elemento deformado, sino en los elementos adyacentes unidos a él.
Este fenómeno es frecuente en vigas largas de gran sección sobre pilares
esbeltos. Se manifiesta con fisuras en los pies y cabezas de los pilares.
69
Figura 1.11. Fisuras producidas por retracción de viga en pórtico de pilares
de pequeña rigidez.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Por el contrario, cuando se trata de vigas de media o gran luz, que se
encuentran coaccionadas por pilares de gran rigidez, se pueden producir
fisuras en las vigas, perpendiculares a su eje.
Figura 1.12. Fisuras producidas por retracción de viga en pórticos de pilares
de gran rigidez.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Otro ejemplo de retracción hidráulica, se puede dar en un pórtico de dos
vigas a diferente nivel, donde la viga superior cuenta con mayor cuantía de
acero y rigidez, por lo que se deformará menos, no así la inferior que
presentará fisuras.
70
Figura 1.13. Fisura de retracción en pórticos con vigas armadas con cuantías
diferentes.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
De la misma manera se pueden generar fisuras en los encuentros de paños
de pavimentos con otros, ya que en estas líneas se restringe la deformación.
Figura 1.14. Fisuración en el encuentro de los paños de pavimentos.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
71
Los muros de contención son elementos de gran masa que pueden presentar
retracciones hidráulicas con facilidad, las fisuras se suelen presentar en la
coronación del muro y descienden hacia el terreno a la vez que pierden
grosor.
Figura 1.15. Fisuras por retracción hidráulica en muros de contención.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Las fisuras por retracción solo afectan los recubrimientos de los elementos,
esto porque es usualmente de calidad inferior a la del resto de la sección del
elemento estructural. Esto es debido a que las zonas superficiales son más
difíciles de compactar (presencia de armaduras y molde), son las más
afectadas por problemas de segregación, y por el desecamiento si el curado
es insuficiente o inadecuado.
72
Figura 1.16. Fisuras de recubrimiento.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Algunas causas que también pueden provocar fisuras son deficiencias en la
homogeneidad del hormigón, incorrecta dosificación, uso de hormigones
sobre otro de diferentes características, entre otros. A continuación, algunos
ejemplos.
Cuando un hormigón fresco se vibra excesivamente se producirá
segregación, esto hace que las partículas más pesadas desciendan,
mientras la pasta sube. En este caso, se puede decir que se originan dos
tipos de hormigones, uno rico en cemento, que se encuentra en la superficie
y otro, más pobre en cemento en el inferior. Se producirán fisuraciones como
las de la Figura 1.17.
Figura 1.17. Fisuración superficial por segregación de los áridos.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
73
Con la elaboración de vigas mixtas, también pueden aparecer fisuras, lo que
se puede evitar usando hormigones de poca retracción y alta resistencia a la
tracción, poca arena fina, bajas relaciones agua-cemento y un adecuado
curado.
Figura 1.18. Fisuración en viga mixta.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Una incorrecta granulometría, con exceso de áridos gruesos puede
ocasionar microfisuras alrededor de éstos. Esto provocaría que las
resistencias a los veintiocho días sean inferiores a los de siete días.
Figura 1.19. Microfisuración por empleo de granulometrías incorrectas.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
En el caso pavimentos rígidos sobre terreno húmedo pueden generarse
fisuras, como las de la Figura 1.20, por causa de la diferencia de humedad.
74
Figura 1.20. Fisuración en un pavimento rígido por diferencia de humedad.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Como características generales de las fisuras de retracción cabe destacarse
las siguientes:
Aparición en cualquier momento (hora, días, e incluso meses)
En elementos poco armados o de hormigón en masa las fisuras
aparecen distanciadas y son de gran espesor (grietas).
Si hay varios elementos idénticos, las fisuras aparecen sólo en los que
están en ambiente seco, soleado, con viento, u orientados al medio
día.
Las fisuras en elementos rectilíneos estructurales son limpias, rectas
de espesor constante, y perpendiculares al eje de la pieza.
Las fisuras por retracción siempre pueden evitarse o limitarse. Tomando
como primera medida la protección del hormigón en sus primeras edades a
la acción del calor, el viento, entre otros, para impedir la perdida de agua.
75
Fisuras por retracción térmica
Todo cuerpo cuya temperatura aumenta se dilata, e inversamente, si la
temperatura disminuye se contrae. En el hormigón existen dos causales de
variación de su temperatura:
Las variaciones de la temperatura ambiente.
El calor generado por la hidratación de la pasta de cemento.
Ambas causas tienen características comunes, que consisten en que ellas
producen gradientes que varían desde el interior hacia las superficies del
elemento y, además, que su evolución en el tiempo depende de las
dimensiones de éste. Cuando la diferencia de temperatura entre el medio
ambiente y el núcleo en mayor a 20º es normal la aparición de fisuras.
La primera puede generar una contracción o una dilatación según la
temperatura ambiente, y su magnitud depende de la variación que alcance la
temperatura ambiente.
La segunda, el calor de hidratación, genera un aumento en el núcleo del
elemento, generando una gradiente hacia las superficies externas del
elemento.
El tipo de cemento y su dosificación intervendrá en este aumento de la
temperatura del núcleo.
Estas causas tienen su origen en la baja conductividad térmica del hormigón
que originan gradientes de temperatura entre el interior de la masa y las
76
superficies, ocasionando que las capas externas se encuentren a diferente
temperatura, provocando contracciones o dilataciones.
Entonces, podemos decir que los factores que se deben examinar para
controlar la fisuración por retracción térmica son:
Variaciones de la temperatura ambiente
Tipo de cemento
Dosificación de cemento
Variaciones de la temperatura ambiente
En relación con este aspecto deben distinguirse dos situaciones:
a) La incidencia de la temperatura del día en el momento de la colocación del
hormigón. Esta incide sólo superficialmente, por lo que tiene importancia sólo
en los primeros días de vida de la obra.
b) La incidencia de las variaciones de la temperatura anual en el período de
construcción. Esta tiene una incidencia general más acentuada, pues su
influencia alcanza mayor profundidad en la estructura.
En general, sólo ocasionalmente es posible ajustar la colocación del
hormigón a la temperatura ambiente diaria más favorable pues, si ello se
realizara en forma sistemática, tendría una incidencia importante en los
plazos y costos de construcción.
En todo caso, aunque ello fuese posible, la incidencia sobre la retracción
térmica es secundaria pues, tal como se ha indicado anteriormente, su
influencia sólo se refleja en los primeros días de vida del hormigón, de
77
manera que no tiene mayor significancia desde punto de vista de la
retracción global.
Por su parte, el control de la temperatura a través de la elección de la época
más favorable del año, no es factible de considerar desde un punto de vista
práctico, pues significaría plazos y costos de construcción significativamente
mayores.
Por estos motivos, puede establecerse que no existe posibilidad de manejo
de este parámetro por parte del constructor, debiendo considerarse como
parte del diseño en conjunto con la disposición estructural de juntas de
contracción.
Tipo de cemento
El tipo de cemento puede ser elegido voluntariamente por el constructor.
Este factor influye principalmente en la velocidad de evolución de la
retracción térmica e hidráulica en los primeros días, pero no en la magnitud
final del valor máximo alcanzado.
La diferencia de la elección de un cemento corriente frente a uno de alta
resistencia en el valor global de la retracción térmica e hidráulica no es mayor
de un 5% en su punto de mayor incidencia.
Dosis de cemento
Una vez definida la dosis de agua en la forma descrita en el punto anterior, la
dosis de cemento queda condicionada por la resistencia especificada para el
hormigón o eventualmente, por la exigencia de una dosis mínima por
condiciones de durabilidad.
78
En consecuencia, este factor depende básicamente de las exigencias de
diseño y el constructor sólo incide indirectamente a través de la definición de
la trabajabilidad del hormigón. Su incidencia es del mismo orden del
señalado para la dosis de agua.
Se puede decir que la única diferencia con las fisuras por pérdida de agua,
es que se generan a partir de coacciones externas, no internas como los
elementos que componen al hormigón.
Fisuras de afogarado
Estas fisuras se producen por un enérgico secado superficial durante las
primeras horas de colocado el hormigón. Se relaciona directamente con la
temperatura ambiente, el viento seco, una alta dosificación de cemento y la
relación agua/cemento.
Se presenta con más frecuencia en elementos cuya relación superficie libre/
volumen es alto, es decir elementos de poco espesor y grandes superficies
horizontales.
Las fisuras de afogarado no siguen líneas determinadas, tienen forma
ramificada, siguiendo los contornos de los áridos.
Sus principales características son:
Aparecen en las primeras horas (una a diez horas)
A veces se forman nidos de fisuras alrededor de zonas con
concentraciones puntuales de cemento.
79
Su profundidad es variable, entre 1 y 70 cm.
Se producen por desecación superficial del hormigón en estado
plástico.
Causas principales Aire seco y/o el soleamiento.
Figura 1.21. Fisuras de afogarado.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Fisuras debido a la ejecución.
Se estima que los errores durante la ejecución son causantes de casi la
mitad de los defectos en el Hormigón Armado.
Entre las causas más frecuentes figuran: deslizamiento del hormigón en
rampas o piezas inclinadas, movimientos del moldaje, desplazamientos en la
armadura durante la compactación, entre otros.
80
En el hormigonado de muros con vanos, es frecuente la aparición de fisuras
cuando una vez realizado el vertido del hormigón hasta los dinteles no se
esperen una o dos horas para que el hormigón se asiente, antes de seguir el
hormigonado. En las zonas donde se formen ángulos de los vanos debe
colocarse enfierradura para soportar los esfuerzos de tracción que ahí se
generan para prevenir la fisuración.
Figura 1.22. Fisuras en las esquinas de los vanos debido a concentración de
tensiones.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Del mismo modo se deben esperar unas horas en las uniones viga-pilar, una
vez hormigonado los pilares, para permitir que el hormigón de los pilares se
asiente. De igual forma ocurre con la unión losa-muros de hormigón.
b) Fisuración en el hormigón endurecido
Los factores que pueden provocar fisuras en el hormigón endurecido son:
deficiencias en el proyecto y ejecución, sobrecarga de la estructura, acción
de agentes agresivos y de envejecimiento.
81
La mayoría de las veces las fisuras aparecen simultáneamente con la acción
de los factores antes nombrados, sin embargo, en ocasiones las fisuras se
presentan después de un periodo de tiempo (pueden ser meses o años)
desde que el hormigón o el acero sufran una acción perjudicial.
c) Fisuras debidas al proyecto o a la ejecución
En los puntos de concentración de ganchos y anclajes de barras pueden
aparecer fisuras a 45º que provocan el desgarre del hormigón cuando las
viga entra en carga.
Figura 1.23. Fisuras por fuerte concentración de anclajes.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
En los voladizos, cuando ocurre un desplazamiento hacia abajo de las
armaduras, se pueden producir fisuras por flexión en la parte superior.
Figura 1.24. Fisuras producidas por el desplazamiento de las armaduras.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
82
En los pilares pueden aparecer fisuras verticales o levemente inclinadas
cuando ocurren desplazamientos de cercos, quizás durante la colocación del
hormigón. Este tipo de fisuras con muy peligrosas.
Figura 1.25. Desplazamiento de estribos en la cabeza del pilar.
Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J.
Las fisuras también pueden ser paralelas a las armaduras longitudinales en
las vigas, cuando la compactación fue deficiente o cuando el hormigón no
pudo pasar entre las armaduras debida a la proximidad entre ellas.
También son frecuente las fisuras en las caras cóncavas de las bóvedas o
elementos estructurales en ángulo, cuando la armadura de tracción no ha
seguido una línea quebrada, o cuando existe falta de estribos en la zona de
compresión.
83
Figura 1.26. Desprendimiento de hormigón por falta de estribos.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
d) Fisuras debidas a solicitaciones mecánicas excesivas.
Se distinguen las siguientes acciones mecánicas capaces de generar fisuras:
Tracción
Las fisuras por este tipo de acción son perpendiculares a la dirección del
esfuerzo. No son frecuentes esta clase de fisuras en el hormigón ya que es
el acero es el que las impide, sin embargo cuando las deformaciones de éste
es importante aparecen grietas en los lugares donde están los estribos.
Figura 1.27. Rotura por tracción.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
84
Compresión
Las fisuras de compresión son paralelas a la dirección de los esfuerzos. La
distancia entre ellas varía y poseen un trazado irregular por la
heterogeneidad del hormigón. También pueden cortarse entre ellas
formando ángulos agudos.
Figura 1.28. Rotura por compresión simple.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
En el caso de los pilares, se trata de una lesión muy grave, ya que indica el
agotamiento de su capacidad resistente estructural, con posible colapso
estructural. En general se presentarán en el tercio superior del pilar, que es
su zona de menor resistencia. Sus causas pueden ser: sección y armaduras
insuficientes, hormigón de mala calidad, carga prematura, estribos caídos o
insuficientes o momentos excesivos en pilares muy rígidos, en este último
caso las fisuras se cortan unas a otras, debido a movimientos y
asentamientos en los cimientos.
Cabe destacar una diferencia fundamental entre las fisuras por tracción y las
de compresión; mientras que las fisuras de tracción aparecen
repentinamente, las de compresión aparecen con esfuerzos inferiores a los
de rotura y aumentan paulatinamente.
85
Flexión
Las fisuras de flexión son las más comunes en elementos de Hormigón
Armado, pudiendo ser de diferentes formas según corresponda a flexión pura
o flexión combinada con esfuerzo cortante.
En flexión simple las fibras inferiores se someten a esfuerzos de tracción, la
que disminuye conforme la fibra se acerque a la fibra neutra.
Entonces las fisuras aparecerán cercanas a las armaduras sometidas a
tracción, con un trazado vertical donde su grosor va disminuyendo.
Figura 1.29. Fisuras de flexión simple.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
Cuando la flexión es compuesta la fibra comprimida será la que sufra de
fisuración.
Figura 1.30. Fisuras de flexión compuesta.
Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M.
86
Cortante
Para el caso de esfuerzo cortante simple, dado que la resistencia a tracción
es menor que la de compresión, las fisuras seguirán un trazado
perpendicular a las tensiones de tracción.
Las fisuras por esfuerzos cortantes comienzan en el alma del elemento,
generalmente a 45º, luego van progresando hacia las armaduras, y
finalmente hacia las cargas, dividiendo la pieza en dos, ocasionando el
colapso.
Todo este proceso es rápido, es por ello su peligrosidad.
Figura 1.31. Progreso de una fisura por esfuerzo cortante.
Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J.
Torsión
Las fisuras por torsión son similares a las de esfuerzos por cortante, pero se
distinguen porque en caso de las fisuras por cortante las fisuras están
inclinadas en el mismo sentido en sus caras opuestas, mientras que las
fisuras por torsión están en sentido diferente en sus caras opuestas, como lo
indica la figura.
87
Figura 1.32. Fisuración por cortante y fisuración por torsión.
Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J.
e) Fisuras vivas y fisuras muertas
Se llaman fisuras vivas aquellas que continúan en movimiento, cambiando de
espesor, y fisuras muertas a aquellas que ya están estabilizadas al cesar la
causa que la produjo.
Las fisuras vivas son producidas por acciones de magnitud variable, pueden
ser de origen térmico o por esfuerzos de flexión provocadas por acciones
dinámicas.
1.7.2 Desagregaciones
Consisten en la degradación del cemento que deja de funcionar como
aglomerante y en consecuencia deja libres los áridos de la unión que les
brinda la pasta.
El proceso es lento y comienza con un cambio de coloración, luego se
forman fisuras entrecruzadas que van aumentando de espesor
88
gradualmente. A continuación la superficie se va deformando, hasta que se
desprende y se va desintegrando la masa del hormigón.
Para prevenir la desagregación se debe elaborar un hormigón muy compacto
con un cemento bajo en aluminato tricálcico (AC3 < 7%).
1.7.3 Disgregaciones
Las disgregaciones del hormigón son roturas que se producen desde el
interior del mismo por esfuerzos internos que produzcan fuertes tracciones,
que el hormigón no es capaz de soportar
El motivo principal de disgregación en el Hormigón Armado es la corrosión en
sus armaduras. Debido a las tensiones que genera la capa expansiva de
óxido.
Otro motivo, puede ser un fuerte estado tensional provocado por cargas
excesivas puntuales que dan lugar a deformaciones en los elementos
estructurales.
1.8 DETERIOROS POR ACCIONES SISMICAS.-
Las acciones sísmicas provocan una considerable pérdida en todo sentido.
Enfocándonos en la edificación de Hormigón Armado, este al ser dañado
provoca la falla de la construcción desencadenando serios problemas, en
especial para las personas quienes habitan estos lugares.
Cuando se produce un sismo, este libera de forma brusca una cierta cantidad
de energía de deformación acumulada durante mucho tiempo la cual
proviene de las placas teutónicas de la tierra y su reacomodación.
89
El hipocentro se le conoce como el lugar físico donde el sismo se produce.
Este hipocentro puede ser superficial, abarcando una distancia entre 0 y 70
Km de profundidad, también puede ser intermedio, el cual se encuentra entre
los 70 y 300 Km de profundidad y por último, el profundo que su hipocentro
se localiza por debajo de los 300 Km.
Los sismos más destructivos son aquellos que se llevan a cabo lo más
próximo a la superficie, especialmente si ocurren debajo de una zona
habitable.
Las ondas de energía que generan los sismos, llegan a la superficie y estas
se propagan al terreno adyacente produciendo fallas en las estructuras de
los edificios.
1.8.1 Origen de las patologías sísmicas
El efecto de movimientos sísmicos en una edificación de Hormigón Armado
puede producir daños directos e indirectos. Entendiendo por daños directos a
aquellos que se ocasionan físicamente en la estructura durante los
terremotos y los daños indirectos, los cuales son producidos por el fuego,
desprendimiento de objetos, inundaciones por fallos de diques o presas,
entre otros.
Con relación a los daños ocasionados por causas directas, existen diversos
grados de esta, las cuales pueden llegar hasta el colapso de la estructura
(ver figura 1.33). Se debe tener presente que numerosos daños leves a
moderados pueden ocasionar la misma magnitud de falla que una causa
directa, la cual tendrá como finalidad la demolición de la estructura dañada.
90
Figura 1.33. Colapso en estructuras de Hormigón Armado
Fuente:http://ingenieriasismicaylaconstruccioncivil.blogspot.com/2011/01/dan
o-estructural-en-edificios-de.html
En una edificación de Hormigón Armado, los daños más comunes que se
pueden encontrar por causas sísmicas son los siguientes:
a) Daños en elementos verticales
Deslizamiento o punzonamiento: Esta clase de daños ocurren en los
pilares, las cuales son provocadas por tensiones diagonales.
Agrietamiento inclinado: esta clase de daños se forma en los pilares.
Las grietas pueden orientarse en una dirección, o en dos direcciones
formando una cruz, por efecto de esfuerzos invertidos.
Agrietamiento inclinado en una sola dirección: Esta patología se da en
los pilares, cuya estructura sufre diferentes asentamientos antes o
durante el terremoto.
Desprendimiento y desmoronamiento del hormigón: esto se origina en
los pilares, también ocasiona pandeo del acero de refuerzo.
91
Agrietamientos diagonales en cruz por falla de corte: Esta patología se
ve en muros de carga, se provoca por tensiones diagonales al haber
un exceso de carga en ambos sentidos.
b) Daños en elementos horizontales
Desmoronamiento inclinado: esta clase de daños se da en la
proximidad de los extremos de las vigas, provocada por la tensión
diagonal. Pueden originarse dos grietas formando una cruz como
consecuencia de la inversión de esfuerzos.
Desprendimiento y desmoronamiento de hormigón: Estos se originan
en las partes inferiores de las vigas, cerca de la unión con los pilares,
debido a un aumento de compresión por flexión y al pandeo del acero
de refuerzo de la parte inferior de las vigas. En algunas oportunidades
también esta clase de daños pueden verse en la parte superior e
inferior de las vigas.
Las patologías producidas por los sismos y su magnitud dependen de varios
factores, tales como:
La duración del movimiento sísmico
La fuerza del movimiento
El tipo de suelo en donde se encuentre la edificación
La tipología constructiva
Una cimentación inadecuada, o mal elaborada
Pendientes pronunciadas en los terrenos con edificaciones
Escasa separación entre edificios contiguos
92
CAPITULO II
“PATOLOGIAS COMUNES EN EDIFICACIONES
DE HORMIGON ARMADO EN PUNTA ARENAS”
93
La construcción de un edificio utilizando Hormigón Armado como estructura
principal está propensa a daños y fallas, si no se toman los resguardos
suficientes y no se tiene en consideración la localización de la edificación que
se está llevando a cabo. Dependiendo del lugar donde se elabore una obra
de edificación, se deben tener presente distintos factores propios de la zona
como son las altas y bajas temperaturas, vientos, lluvias, por nombrar
algunos. Cada lugar tiene sus características particulares que la hacen ser
diferente de otra, y por ende, un profesional del área de la construcción debe
tener los conocimientos necesarios; las particularidades de donde se
construirá, con la finalidad de abordar de distinta forma una faena de trabajo
según el lugar en donde se encuentre.
Dependiendo del lugar donde se construya un edificio, éste se creará con
distintos criterios y a su vez se debe advertir que nos podemos encontrar con
diversas dificultades las cuales desencadenaran en patologías si no se
tienen los resguardos suficientes y las condiciones claras de trabajo para
distintas zonas en el país.
Uno de los factores que influyen en las metodologías constructivas que se
utilizan en edificaciones en esta ciudad tiene relación con las condiciones
climáticas que afectan a esta zona.
La cuidad de Punta Arenas, capital de Magallanes y antártica Chilena, se
caracteriza por tener condiciones climáticas diferentes a la de otras regiones
del país: El clima que posee esta ciudad se puede clasificar como estepárico
frío con precipitaciones que se distribuyen de forma uniforme durante el año
alcanzando los 425 mm aproximadamente. La temperatura promedio es de
10ºC en los meses de verano, mientras que en invierno esta es de 2ºC como
promedio. Es frecuente que en el invierno la temperatura pueda descender
bajo los 0º C, inclusive se han registrado temperaturas que bordean los 20ºC
94
bajo cero. La nieve se hace presente sólo algunos días del año, la cual no
repercute mayormente en un factor que pueda desencadenar una patología,
pero sí se debe tener en consideración medidas preventivas. Son muy
característicos y frecuentes los fuertes vientos, los cuales pueden llegar a
alcanzar velocidades de 120 km/hr.
Durante esta investigación se determinó que las patologías más habituales
en las edificaciones de Hormigón Armado en esta ciudad tienen una directa
relación con los agentes climáticos que se mencionaron anteriormente.
La humedad, la climatología fría y el viento son las condiciones más
características que pueden provocar fallas y daños en las estructuras de
hormigón.
También se estableció que existen otras patologías comunes en la ciudad,
las cuales no están vinculadas directamente con el clima, pero son muy
frecuentes en la ejecución de edificaciones en cualquier zona del país. Estas
patologías son fisuración en losas por retracción hidráulica, mala colocación
y cuidado de los moldajes, nidos de piedras y juntas de hormigonado
deficientes.
En el presente capítulo se estudiarán las patologías mencionadas con
anterioridad, las cuales son las más usuales a encontrar en las edificaciones
de Hormigón Armado en la ciudad de Punta Arenas.
2.1 LA HUMEDAD
Es la más común que se puede hallar en esta zona, sin lugar a dudas es
aquella que provoca daños debido a la presencia de la humedad en el
ambiente.
95
Este fenómeno se puede definir como la presencia no deseada de agua en
estado líquido en un determinado periodo de tiempo, en un elemento
constructivo. Ésta puede aparecer en la superficie o en el interior del muro.
Una edificación puede estar expuesta a distintos tipos de humedades, las
cuales pueden generar diferentes patologías en su estructura. Según su
procedencia o la manera en que se propaga el agua; se pueden distinguir los
siguientes tipos de humedades:
Humedad en obra
Esta clase de humedad se origina debido al contenido residual del agua
utilizada en los procesos constructivos y el cual no fue evaporado. Las aguas
que provocan las humedades en obras pueden originarse de las siguientes
Formas:
- Por medio de agua retenida o adherida en el exterior de un elemento
constructivo.
- Por medio de agua retenida interiormente en un elemento
constructivo.
- Por medio de agua usada para elaborar algún semiproducto.
- Por medio del agua necesaria para realizar un cierto proceso.
- Por medio del agua lluvia.
96
Humedad por capilaridad
La humedad por capilaridad es aquella provocada por la ascensión del agua
proveniente del terreno, a través de los cimientos y muros de una edificación
la cual se encuentra en contacto con el suelo. Esta humedad sube por poros
y capilares evaporándose a la atmosfera.
Figura 2.1. Humedad por capilaridad
Fuente: http://bricolaje.facilisimo.com/foros/albanileria/humedad-por-
capilaridad-la-solucion_361035.html
Humedad de filtración
Se entiende como humedad de filtración a aquella provocada por el agua que
llega desde el exterior de una edificación y penetra en el interior de éste por
medio de los elementos constructivos. El agua lluvia es el principal agente
que puede desencadenar humedades por filtraciones, la cual se suele dividir
en tres grupos: los provocados por la absorción, por la infiltración y por la
penetración.
97
Figura 2.2. Humedad de filtración
Fuente: http://www.guiadedecoracion.net/bricolaje/tecnicas-de-
bricolaje/humedades-en-paredes/
Humedad por condensación
Esta clase de humedad se origina cuando la condensación del aire puede
dar lugar a la formación de gotas que cuando se van agrandando forman
núcleos húmedos. Este fenómeno se puede producir tanto en el exterior
como en el interior de la edificación.
Figura 2.3. Humedad de condensación
Fuente: http://www.soloarquitectura.com/foros/showthread.php?1019-
Humedad-por-condensaci%F3n/page10
98
Humedades accidentales
Son aquellas clases de humedades provenientes de accidentes desde una
edificación, tales como rotura de tuberías, inundaciones, vertidos o derrames.
Por medio de esta clase de humedad se pueden originar otras humedades
como son las provenientes por capilaridad y filtración.
2.1.1 Problemas ocasionados por la humedad en la ciudad de
Punta Arenas
Ya analizado el fenómeno de la humedad y los cinco tipos existentes en una
obra de edificación, podremos abordar la problemática existente en la ciudad
con relación a esta clase de patología.
La ciudad de Punta Arenas posee un porcentaje de humedad que alcanza un
promedio de 74% en la última década, lo cual la hace ser una de las
ciudades con mayor porcentaje de humedad en el ambiente en nuestro país.
Una de las principales características por las cuales la humedad ataca a una
edificación de Hormigón Armado en esta zona, tiene relación con la gran
cantidad de precipitaciones que ocurren durante el año. Este promedio de
precipitaciones alcanza aproximadamente los 425 mm. Esta clase de
precipitaciones afecta al hormigón en el proceso de elaboración de la masa
de hormigón y también una vez acabado. Es por esta razón que el factor
humedad será un punto importante a considerar a la hora de efectuar una
construcción utilizando como materia prima hormigón y también otras clases
de materiales.
99
Una de las patologías más comunes que se pueden encontrar en esta ciudad
tiene relación con aquellas originadas por una mala ventilación en las
edificaciones. Esta incorrecta ventilación provoca problemas de
condensación que en un determinado tiempo desencadena en daños a la
estructura de hormigón. Como se mencionó con anterioridad, estas
condensaciones en los edificios pueden originarse tanto en el interior del
mismo como en el exterior de él, como se ve reflejado en la siguiente imagen
captada en el edificio Magallanes.
Figura 2.4. Problemas de humedad por condensación
Fuente. propia
100
La lluvia, propiamente tal, causa diferentes tipos de patologías en un
elemento constructivo. En el caso de la ciudad de Punta Arenas los daños
más frecuentes visualizados por causas del agua lluvia fueron las
humedades causadas por filtraciones. Esta clase de patología se vio
representada en los edificios antiguos, como se visualiza en la siguiente
imagen (ver Figura 2.5).
Figura 2.5. Problemas de humedad por filtración
Fuente. Propia
101
2.2 HORMIGONADO EN TIEMPO FRIO
Las características más notorias por la cual se pueden establecer patologías
en el hormigón, es sin lugar a dudas, la confección de una estructura de este
material en condiciones de tiempo frío; lo cual es muy habitual en esta zona,
por ende, se deberán tener en claro las condiciones climatológicas a la cual
se estará expuesta la faena de hormigonado y los resguardos que se
deberán considerar para un correcto trabajo.
El clima de Punta Arenas se define como un clima trasandino con
degeneración esteparia. Con valores de temperatura medios anuales de 6ºC
a 7ºC. A pesar de la latitud, las temperaturas de invierno no son
exageradamente bajas, por cuanto las temperaturas medias de los meses de
invierno son superiores a 2ºC, con lo que la permanencia de suelos cubiertos
de nieve no es muy prolongada en los sectores más bajos. Las temperaturas
mínimas medias sí son inferiores a 0ºC entre los meses de junio y agosto.
La norma Nch 170 Of.85 define “Tiempo Frío” a la condición en que la
temperatura ambiente promedio es menor a º5 C en al menos uno de los
siete días previas al hormigonado.
Cuando se presentan bajas temperaturas se disminuyen las reacciones
químicas durante la hidratación del cemento, aumentando los tiempos de
fraguado y reduciendo la tasa de desarrollo de resistencia. Además, pueden
ocurrir daños en el hormigón debido a la expansión del agua contenida en su
interior al congelarse.
102
Figura 2.6. Hormigonado en tiempo frío.
Fuente. Propia
2.2.1 Protección durante tiempo frío
Objetivos principales de proteger el hormigón durante tiempo frío:
Prevenir daño al hormigón por congelamiento a edad temprana: Se ha
determinado que el hormigón que alcanza una resistencia a
compresión de 45 kg/cm2 protegido del congelamiento y la saturación,
no será dañado por sólo un evento de congelación y descongelación
(un ciclo hielo-deshielo).
103
Asegurar un desarrollo de resistencia del hormigón que permita una
construcción segura y que altere lo menos posible los plazos de
construcción (retiro de moldajes, proceso de fabricación, carga de la
estructura en construcción y servicio, esfuerzos de pretensado u
otras).
Evitar cambios violentos de temperatura (esfuerzos térmicos pueden
provocar fisuración).
2.2.2 Protección previa al hormigonado
Algunas recomendaciones para la dosificación en tiempo frío son:
Uso de cemento de mayor calor de hidratación.
Uso de cemento de endurecimiento más veloz.
Aumentar la dosificación de cemento.
Menores dosis de agua (baja relación agua-cemento)
Uso de aditivos. Los más recomendados son:
- Acelerantes
- Plastificantes
- Incorporadores de aire (para hormigón expuesto a ciclos hielo -
deshielo)
Hay que tener presente que estas recomendaciones no permiten un aumento
de la retracción del hormigón.
104
2.2.3 Precauciones durante la colocación
Recomendaciones antes de la colocación:
Las superficies que estarán en contacto con el hormigón fresco deben
estar a una temperatura adecuada para que no provoquen
congelamientos o prolongaciones del fraguado.
Se debe remover la escarcha, nieve o hielo del los moldajes, refuerzos
o insertos, armaduras, y otros eventos.
Especial cuidado merece el hormigonado alrededor de insertos
metálicos masivos con temperaturas bajo 0°C. Estos insertos deben
ser calentados, cuidando no dañarlos.
La tabla N°5 presenta la temperatura recomendable de colocación del
hormigón según el espesor del elemento.
Espesor de la sección del
elemento hormigonado,
dimensión menor.
Inferior a
0,30 m
Entre 0,30 y
0,90 m
Entre 0,90 y
1,80 m
Superior
a 1,80 m
Temperatura mínima de
colocación (°C) 13 10 7 5
Tabla N°5. Temperatura mínima de colocación del hormigón.
Fuente: Norma Nch 170 Of.85
Se debe asegurar y controlar la temperatura de colocación del hormigón. El
espesor influirá directamente con la temperatura de colocación. Por ejemplo,
105
para un elemento de menor espesor se debe considerar una mayor
temperatura dado que pierde calor más rápidamente.
Es conveniente no superar las temperaturas recomendadas en la tabla N°5
en más de 10ºC. Temperaturas superiores demandarán mayor relación
agua-cemento, con lo que aumenta la tasa de pérdida de trabajabilidad, e
incluso se podrían provocar fisuras.
La temperatura del hormigón (en la hormigonera) deberá ser mayor a la de
colocación, ya que se producirá una pérdida térmica en el trascurso de estas
etapas. Ésta temperatura dependerá de la temperatura ambiente.
Se recomienda las siguientes temperaturas del hormigón en el interior de la
hormigonera.
Temperatura ambiente,
(°C)
Temperatura mínima de colocación, (°C)
13 10 7 5
Temperatura requerida en la hormigonera
de 0 a 5 16 13 10 7
-18 a 0 18 16 13 10
Menor que -18 21 18 16 13
Tabla N°6. Temperatura mínima del hormigón al interior de la hormigonera.
Fuente: Norma Nch 170 Of.85
Estas temperaturas no se deben exceder en más de 15ºC.
106
2.2.4 Protección y Curado
Se define curado del hormigón como la mantención de un contenido
satisfactorio de humedad y temperatura durante sus etapas primarias, de
modo que puedan desarrollarse propiedades deseadas como resistencia y
durabilidad.
Para hormigonado en tiempo frío, este se debe proteger y aislar. Una
adecuada aislación es muy importante ya que permite aprovechar el calor de
hidratación para mantener una temperatura de curado correcta.
La aislación consiste en colocar capas protectoras en contacto con hormigón,
con las características adecuadas según el caso.
2.2.5 Tipos de protecciones
a) Aislación térmica
Poliestireno expandido
Mantas de espuma de vinilo
Sacos con aserrín
Lana mineral
Polietileno con burbujas de aire (de empaque).
b) En caso de temperaturas muy bajas, presencia de nieve y/o viento:
Estructuras provisorias de madera, lonas, placas de yeso, plástico y
otros extendidas sobre caballetes o estructuras resistentes. Deben ser
fácilmente removibles para facilitar el hormigonado y minimizar
secciones expuestas a la intemperie.
107
c) Para condiciones más desfavorables se puede recurrir a recintos cerrados,
calefaccionados por medio de vapor o aire caliente. No se deben usar
fogatas, estufas o similares que generen CO2.
d) Calentamiento interno del hormigón, colocando en él resistencias
eléctricas en espiral, por las cuales se hace pasar corriente eléctrica de bajo
voltaje.
2.2.6 Curado en tiempo frío durante el período de protección:
En hormigones protegidos se debe cuidar el secado de las superficies.
Esto es especialmente importante en recintos cerrados.
Cuando el hormigón posee más de 16°C y se expone a temperaturas
ambientes superiores a 10°C, es esencial tomar medidas contra el
secado.
El método preferido de curado es a través de vapor.
No se debe usar el curado bajo agua.
En recintos cerrados, si la temperatura ambiente cae a 10°C, el
hormigón puede ser expuesto al aire siempre que la humedad relativa
sea superior a 40%.
2.2.7 Curado en tiempo frío después del período de protección:
Luego de finalizar con la temperatura de protección, usualmente no
será necesario tomar medidas adicionales para prevenir secado
108
excesivo si la temperatura permanece bajo 10°C. En regiones
excepcionalmente áridas se deberán tomar medidas especiales.
Si se espera secado excesivo se debe curar con membranas de
curado o elementos de aislación (el secado dependerá de la
temperatura del hormigón, del aire, la velocidad del viento y la
humedad relativa).
Si la temperatura media por más de medio período de 24 horas y
durante 3 días consecutivos supera los 10°C, no se debe considerar
tiempo frío, y se debe aplicar un sistema usual de curado.
Figura 2.7. Uso de polietileno con lana mineral
para la protección del hormigón.
Fuente. Propia
109
2.3 EL VIENTO
2.3.1 Problemas ocasionados por el viento en la ciudad de
Punta Arenas
Sin lugar a dudas una de las condiciones climatológicas más características
de la ciudad de Punta Arenas y a su vez de la región de Magallanes son los
constantes vientos que se pueden sentir durante gran parte del año y en
distintos niveles.
La ciudad de Punta Arenas posee un registro de velocidad del viento que
promedia en la última década un valor aproximado a los 22,8 Km/h. Cabe
señalar que en esta ciudad se pueden alcanzar rachas de viento que
superan los 120 km/h en un día, lo cual, en el área de la construcción,
significan serios inconvenientes tanto para la edificación en si como también
para los trabajadores. Es por esta razón que el factor viento, es uno de los
agentes climatológicos más comunes en la cuidad, si no se tienen en
consideración o no se tratan correctamente, pueden ocasionar patologías en
el hormigón, de gran relevancia.
Uno de los problemas más frecuentes que ocurren por causa de la presencia
de fuertes vientos, tienen relación con la evaporación del agua de amasado;
una vez colocado el hormigón en la obra de edificación. Este cuidado que se
debe efectuar al hormigón se realiza en un período conocido como tiempo de
curado, el cual consiste en mantener la húmeda en la superficie expuesta
durante los primeros 7 días de vida de este material. Es en este periodo
donde el viento puede causar problemas desencadenando en patologías en
el hormigón, se efectúa este proceso de curado de una correcta manera y
tomando las precauciones para evitar la evaporación del agua de amasado.
110
Una de las formas más comunes que se utiliza para poder evitar la
evaporación del agua de amasado en el hormigón en el proceso de curado,
es cubriéndolo con mallas raschel y fundas en las zonas hormigonadas y así
contribuir a que la humedad óptima permanezca en este microclima que se
crea al interior de esta protección, con la finalidad de alcanzar una óptima
resistencia en el hormigón (ver Figura 2.8)
Figura 2.8. Protección contra el viento del curado del hormigón
Fuente. Propia
Queda en claro que en ciudades donde la presencia del viento es un factor a
considerar como lo son en el caso de Punta Arenas. Si no se tuviera dicha
preocupación ante este agente climático, el hormigón utilizado para la
ejecución de una edificio puede sufrir un desecado rápido como se mencionó
anteriormente, el cual puede crear una serie de efectos patológicos
considerables, por las siguientes razones:
111
- Si la evaporación del agua es más rápida que el aumento de
resistencias, la retracción dará lugar a fisuraciones en el hormigón.
- Si la desecación es grande puede que no exista agua suficiente para
la hidratación del cemento con lo cual se producirá la disgregación del
cemento, más o menos superficial, al no estar este bien hidratado
desencadenando finalmente en una carencia de resistencia en el
hormigón.
2.4 FISURAS EN LOSAS
Generalmente las fisuras que aparecen en las losas y pisos son provocadas
por la retracción hidráulica del hormigón.
Como se mencionó en el capítulo anterior, donde se analizaron las fisuras
por retracción hidráulica, los factores que la generan y como se presenta en
diferentes elementos estructurales, éste tipo de fisuras surgen cuando el
hormigón se encuentra en estado plástico, al poco tiempo que el brillo del
agua desaparece de la superficie.
Hay que hacer mención que este tipo de fisuras solo afecta la estética del
edificio, ya que no perjudica la resistencia y durabilidad estructural de la
edificación.
Características de las fisuras de contracción plástica:
Tienen una profundidad considerable de 20 a 40mm, pudiendo en
ocasiones atravesar la losa.
112
Aparecen en las primeras horas (de 1 a 10 horas) y se manifiestan en
grupos.
Son más frecuentes y mayores cuando las condiciones climáticas
favorecen a una más rápida evaporación superficial (temperatura,
viento y humedad).
Estas fisuras no atraviesan las piedras, sino que las rodean.
En general, no presentan peligros estructurales, es decir, no afectan la
capacidad resistente del elemento.
Si el elemento tiene espesor uniforme, estas fisuras son de trazado
corto, sin direcciones preferentes y generalmente se distribuyen al
azar.
Si el elemento tiene espesores variables, las fisuras se localizan en las
zonas más delgadas.
No tienen aspecto de una rotura limpia ni presentan bordes agudos y
bien definidos como cuando sucede después a las que se forman
cuando el hormigón ha endurecido.
Toirac Corral, J. 2004. Patología de la construcción, grietas y fisuras en obras
de hormigón; origen y prevención.
Existe un tipo de fisura de retracción hidráulica llamada “nidos de fisura”, que
no está relacionado con la perdida de agua en la superficie del hormigón,
sino con procesos de ejecución incorrectos, específicamente a la
compactación y terminación.
113
Cuando en una zona específica de la masa se concentra mayor cantidad de
pasta de cemento, con poco árido, ésta seca antes que el resto de la masa,
por lo que se contrae más que el resto del hormigón. Esto puede originarse
por una sobre vibración o por un excesivo aplanado con llana durante la
terminación.
Figura 2.9 Nidos de Fisura.
Fuente: Patología de la construcción, grietas y fisuras en obras de hormigón;
origen y prevención.
Se pueden tomar ciertas medias en los procedimientos con el fin de
minimizar las fisuras por retracción hidráulica, las que se enfocan hacia
contrarrestar las causas que las originan.
Entre estas medidas, cabe destacar las siguientes:
De acuerdo a la consistencia utilizada para que el hormigón sea bien
colocado, se deberá utilizar un contenido de agua tan bajo como sea
posible, esto se logra con un adecuado control y con el empleo de
aditivos plastificantes.
114
Minimizar la influencia de los efectos climatológicos. En el caso del
hormigón, se deberá mantener baja temperatura en el agregado
grueso rociándolo con agua o manteniéndolo a la sombra. Igualmente
se deberá humedecer los encofrados, y enfriar el agua de mezclado.
Es conveniente realizar el vaciado en las horas más frescas del día.
Construir pantallas provisionales para reducir la velocidad del viento
evitando así la rápida evaporación del agua superficial.
Evitar los diseños de mezclas con excesiva presencia de finos en el
hormigón, pues provoca una rápida exudación.
Evitar en lo posible grandes dosis de cemento. En el caso de ser
requeridas altas resistencias se deberán utilizar aditivos
superplastificante, con el propósito de bajar la cuantía de cemento.
En los trabajos de colocación y terminado evitar la segregación de
finos hacia la superficie.
De no requerir altas resistencias a edades tempranas, se deberá evitar
el uso de cementos con altos contenidos de silicatos tricálcicos, pues
este en su reacción libera abundante cantidad de cal, desarrollando un
gran calor de hidratación, provocando el auto desecación en la
superficie, intensificando así la retracción.
Evitar el uso de cementos con alta finura de molida. A mayor finura,
mayor calor de hidratación, por tanto mayor será su retracción y con
ello el peligro de fisuración.
Toirac Corral, J. 2004. Patología de la construcción, grietas y fisuras en obras
de hormigón; origen y prevención.
115
La detección de las fisuras en la losa se hace difícil a simple vista, son fisuras
de escaso grosor que exigen el uso de métodos diferentes a la inspección
visual. Una técnica que se realiza para la localización del trazado de las
fisuras consiste en regar la superficie de la losa con agua y esperar a que
ésta pase a través de la fisura, atraviese la losa y llegue a la parte inferior de
ésta.
Figura 2.10. Fisuras por retracción hidráulica en losa,
vista desde la parte inferior.
Fuente. Propia
116
Posteriormente una vez detectadas las fisuras, éstas se pueden señalar con
pintura spray, como indica la Figura 2.11.
Figura 2.11. Marcado de las fisuras encontradas en losa.
Fuente. Propia
117
2.5 MOLDAJES
Las patologías originadas por no tener los cuidados suficientes a la hora de
utilizar los moldajes en una faena de construcción pueden desencadenar en
una mala confección de muros, losas, vigas y/o pilares. Esta patología
seguramente no es una de las más características de esta zona, pero
generalmente se encuentra presente cuando no se tienen los cuidados
suficientes al preparar los moldajes para el posterior hormigonado.
Los moldajes pueden originar defectos indeseados en el hormigón los cuales
pueden afectar a la estructura dando lugares a nidos de piedra, alvéolos,
resaltes, deformaciones, o efectos que pueden generar cambio de coloración
que no son los deseados en un hormigón que tenga que quedar a la vista.
Los efectos indeseables que nos podemos encontrar al utilizar los moldajes
de mala manera pueden ser:
Variaciones de color en las superficies del hormigón.
- Por contaminación de los moldajes.
- Por perdida de lechada a través de las juntas del moldaje.
- Por efecto pared5 del moldaje, efecto el cual se debería tener en
cuenta al dosificar el hormigón.
5 Este efecto está caracterizado por la relación de tamaño máximo del árido versus radio
medio del molde.
118
Irregularidades superficiales
- Por causas del resaltes del moldaje generando cavidades en el
hormigón.
- Por alvéolos debido a burbujas de aire.
- Por causas de desconchones al adherirse el hormigón al moldaje.
- Por utilizar desmoldantes no recomendados.
- Por una incorrecta alineación de moldajes generando deformaciones.
- Por deformación del moldaje bajo la carga del hormigón fresco (ver
figura 2.12).
- Por falta de verticalidad o plomo en los moldajes, entre otros.
Fernández Cánovas, M. 1977. Patología y terapéutica del Hormigón Armado
119
Figura 2.12. Problemas ocasionados por la deformación del moldaje a causa
de la carga del hormigón fresco.
Fuente. Propia
120
2.6 NIDOS DE PIEDRA
Uno de los errores más comunes durante la etapa de ejecución son los
llamados “nidos de piedras” o coqueras que se forman en el hormigón. Esta
falla se puede originar por inadecuados procesos de transporte, vertido o
vibración insuficiente.
Los nidos de piedras se caracterizan por la exposición de los áridos, los que
quedan a la vista con escasa presencia de pasta de cemento.
Se les puede clasificar en tres tipos, según su importancia:
Estructurales: Se entenderán como nidos estructurales en muros
aquellos nidos individuales que se profundizan por detrás de la
enfierradura pudiendo o no atravesar el elemento, y teniendo además,
una dimensión mayor al 10% de la longitud horizontal del elemento o
una superficie mayor al 3% respecto del área de la cara visible. Todos
los Nidos ubicados en vigas y pilares deberán ser revisados por el
ingeniero calculista del proyecto. Los ubicados en losas se deberán
revisar caso a caso dependiendo de su localización.
Profundos: Nidos con dimensiones menores a los nidos estructurales y
que se profundizan detrás de la enfierradura sin atravesar el elemento.
Superficiales: Nidos que comprometen solo el recubrimiento del
elemento.
Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile. 2007. Especificación Técnica:
“Criterios de Aceptación de Superficies Moldeadas en Elementos de
Hormigón”
121
Los nidos de piedras más comunes según su ubicación son los siguientes:
Nidos en fondos de vigas y nudos:
Se puede deber a:
Inadecuada composición del hormigón- segregación.
Tamaño máximo del árido excesivo.
Procedimiento de colocación inadecuado: falta de compactación.
Figura 2.13. Nidos de piedras en fondos de viga.
Fuente. Propia
122
Nidos de piedras en columnas y muros, se puede deber a:
Inadecuada composición del hormigón, baja docilidad, segregación.
Excesivo tamaño máximo del árido.
Alta densidad de armaduras: dificultad de acceso al hormigón.
Procedimiento de hormigonado inadecuado: segregación, falta de
compactación.
Pérdida de mortero o lechada por unión de encofrados.
Inadecuado tratamiento de la junta, falta de limpieza, no se colocó
capa de mortero.
Figura 2.14. Nidos de piedras en muro.
Fuente. Propia
123
Nidos por altura de vaciado:
Son todas aquellas oquedades visibles o cubiertas por la lechada del
hormigón, de profundidad mayor al recubrimiento y localizados en la zona
comprendida desde la base del elemento vertical y hasta una altura de 20cm.
Figura 2.15. Nidos por altura de vaciado
Fuente. Propia
2.7 JUNTA DE HORMIGONADO
Los defectos en las juntas de hormigonados son fallas muy comunes, que se
deben a malos procedimientos en los tratamientos de las juntas. Si una junta
de hormigonado es defectuosa, se apreciaran grietas en la unión de los
elementos.
124
Se llama junta de hormigonado a aquella que se deja en la unión entre
hormigón endurecido y hormigón fresco.
La junta debe quedar ubicada donde no afecte a la resistencia de la
estructura que se está construyendo.
Figura 2.16. Junta de hormigonado en viga.
Fuente. Propia
2.7.1 Tratamiento de las Juntas:
La eficacia de la junta dependerá del estado de la superficie de contacto, la
que debe estar sin lechada superficial, ya que es débil e impide una correcta
unión, limpia, sin áridos sueltos y con las esquinas no quebradas. El tiempo
entre etapas también es un factor que se debe considerar, siendo mejor la
adherencia si ha transcurrido menor tiempo.
125
Todo esto con el fin de evitar las juntas débiles que afectan el monolitismo de
la estructura, quedando expuesta a ataques químicos, filtraciones, fisuras y
esfuerzos sísmicos.
El tratamiento se realiza en el hormigón endurecido para asegurar una
correcta unión con el hormigón a colocar. Consiste básicamente en limpiar y
raspar la cara del hormigón, hasta dejar expuesto parte de los agregados, lo
que se puede conseguir con medios mecánicos o manual. También se debe
quitar la lechada superficial para una correcta unión del hormigón nuevo.
Figura 2.17. Tratamiento de la junta de hormigonado.
Fuente. Propia
126
2.7.2 Continuación del hormigonado.
Posterior a la limpieza, se continúa el hormigonado previa verificación y
colocación de:
Es indispensable que la capa que da origen a la junta se encuentre
limpia y en estado saturado superficialmente seca. (En el caso de uso
de puentes de adherencia, ver recomendaciones del fabricante).
Colocación de una capa de mortero de 1 - 2 cm (de la misma
composición del hormigón en uso, sin el árido grueso). La primera
capa del nuevo hormigón fresco (a la que se le puede añadir agua,
manteniendo la razón agua/ cemento), se coloca antes que el mortero
endurezca.
La compactación de esta capa debe incluir el mortero.
Grupo Polpaico .1999. Manual del Constructor. Santiago: Polpaico.
127
CAPITULO III
“METODOS DE REPARACIÓN DE
PATOLOGÍAS EXISTENTES PARA
EDIFICACIONES DE HORMIGÓN ARMADO”
128
El Hormigón Armado como materia prima para la composición de una
estructura de edificación, ha demostrado ser uno de los materiales más
adecuado, gracias a su excelente comportamiento, incluso a diversos tipos
de solicitaciones y a su vez superiores a las previstas en la memoria de
cálculo. Sin embargo, eventualmente y por efecto de acciones externas como
se expusieron en los capítulos de patologías comunes en edificaciones de
Hormigón Armado, pueden sufrir daños y/o lesiones en algún tipo de
elemento estructural, llegando a comprometer la seguridad de la estructura y
en algunos casos excepcionales, producir el colapso.
Las estructuras dañadas en una edificación de Hormigón Armado pueden
recuperarse por medio de reparaciones y tratamientos de mejoramientos, los
cuales, en la actualidad se presentan por medio de una gran variedad de
métodos de mejora dependiendo de la complejidad y el tipo de daño y/o
lesión que presente un elemento constructivo. Estas serán buenas o no,
dependiendo de la seguridad que le entregue al usuario y también si logra
establecer las condiciones de trabajabilidad para la cual fue construida.
A continuación, se darán a conocer los diferentes tipos de sistemas de
reparaciones y protecciones que se puede otorgar a un elemento estructural
de Hormigón Armado para restablecer el correcto funcionamiento de una
edificación.
Este capítulo tendrá la finalidad de abarcar las reparaciones más comunes
utilizadas en la actualidad en las edificaciones de Hormigón Armado, para
posteriormente poder tener un criterio amplio y acabado al dictar una
solución constructiva satisfactoria y que cumpla totalmente con la reparación
a la patología encontrada.
129
El capítulo abarcará en su comienzo, la descripción de uno de los materiales
más utilizados en la reparación de hormigones el cual trata de las resinas
epoxicas y sus diferentes usos, para posteriormente dar inicio a los distintos
tipos de reparaciones que existen en la estructura de Hormigón Armado. Las
reparaciones tratadas serán:
- Reparación de grietas y fisuras.
- Reparación y protección de armaduras.
- Reparaciones superficiales.
- Reparaciones de nidos de piedra.
El criterio a utilizar para optar por una reparación, será fundamental en todo
el proceso de mejoramiento de la estructura de un edificio de Hormigón
Armado, ya que esta elección reflejará un correcto uso del método de
inspección visual elaborado para mejorar y complementar el sistema de
evaluación que tiene como fin dar la mejor y más optima solución a una
lesión en la estructura.
130
3.1 RESINAS EPOXI
Las resinas epoxi son materiales de origen sintético provenientes del
petróleo, que tienen la cualidad de solidificarse cuando son mezclados con
un agente catalizador o endurecedor, presentando extraordinarias
propiedades mecánicas y buena capacidad de adherencia. Esta clase de
material es uno de los más ocupados en los procesos de reparación de
estructuras de Hormigón Armado en edificaciones.
El modo de aplicación de las resinas epóxicas para reparación de estructuras
de hormigón se pueden clasificar en tres grupos:
- Como adhesivo.
- Como morteros y hormigones epoxi.
- Como revestimiento.
3.1.1 Adhesivo
Esta clase de adhesivo permite la unión de hormigón - hormigón como a su
vez de hormigón - acero, Teniendo muy buena resistencia a los agentes
químicos, al calor y a la humedad, además de elevada resistencia a rotura
por tracción y cizalle.
En obras de reparación, este adhesivo epoxi permite las siguientes
aplicaciones:
- Para pegar fragmentos de hormigón parcial o totalmente
desprendidos. Esta aplicación del adhesivo se efectúa en
reparaciones muy locales y pequeñas ya que tiene un elevado costo
131
para grandes superficies, por lo cual, generalmente se suele recurrir a
cambiar el hormigón dañado.
- Mejorar la adherencia de reparaciones elaboradas con morteros u
hormigones.
- Para pegar y sellar fisuras.
- Adherir las barras de la enfierradura original al nuevo hormigón.
Figura 3.1. Uso de la resina epoxi como adhesivo
Fuente: Rio Bueno, A. 2008. Patologia, reparación y refuerzo de estructura
de hormigón armado de edificación.
132
Se debe tener presente que la técnica de ejecución dependerá del tipo de
unión requerida. Las superficies de hormigón que se pondrá en contacto con
este adhesivo deberán estar limpias y exentas de humedad para garantizar
un buen endurecimiento de la resina.
Al momento de utilizar adhesivos epoxi, la preparación de la mezcla deben
seguir minuciosamente las instrucciones del fabricante en lo que tenga
relación con temperatura, proporciones, volúmenes máximos o tiempo de
trabajabilidad. La mezcla de esta resina se puede efectuar pueden
efectuarse manual o mecánicamente, siempre y cuando se asegure su
homogeneidad.
La velocidad de endurecimiento aumenta con la temperatura. La mezcla
debe mantenerse entre 18 y 33ºC. La temperatura de la superficie de
aplicación debe igualmente estar en un rango similar al mencionado.
Temperaturas superiores a las mencionadas reducen excesivamente el
tiempo de aplicación, mientras que temperaturas inferiores dificultan el
endurecimiento y puede fragilizar el compuesto. Es importante no mezclar de
una sola vez más producto que el señalado por el fabricante, ya que el calor
liberado en la reacción podría acelerar excesivamente el endurecimiento.
El rendimiento de la resina en su uso como adhesivo varía enormemente con
la rugosidad de las superficies de aplicación. Como media, sobre superficies
de hormigón, puede estimarse un rendimiento entre 0,5 a 1,0 m2 por litro.
3.1.2 Morteros y hormigones epoxi
La resina epóxica puede ser utilizada como sustitución del cemento para la
confección de morteros y hormigones. Los compuestos resultantes son muy
convenientes para ser utilizados en reparaciones de poco espesor, o cuando
133
se deba obtener un endurecimiento extremadamente rápido. El elevado
costo del sistema hace que la aplicación de estos morteros y hormigones
epoxi se limiten a ser utilizados solo en volúmenes menores de reparaciones.
La mano de obra para la aplicación de este material debe ser especializada.
Las propiedades de los morteros epoxi pueden ser muy variadas,
dependiendo del tipo de composición a utilizar. Para la aplicación de este
material se deben tener presente los siguientes aspectos:
- El aglomerante debe prepararse de antemano, mezclando
perfectamente resina, endurecedor y posibles adiciones.
- Los áridos a utilizar deberán encontrarse superficialmente secos para
no perjudicar el endurecimiento de la resina.
- La mezcla puede revolverse manual o mecánicamente, el cual
posteriormente se deberá colocar de forma inmediata, pues el tiempo
de trabajabilidad de la resina es relativamente corto, este factor de
endurecimiento dependerá de la temperatura como fue mencionado
con anterioridad.
- Convendrá de cierta medida colocar una mano de resina liquida en la
superficie a reparar para asegurar la adherencia con la superficie
original.
- Los morteros y hormigones epoxi presentan resistencias superiores a
los morteros y hormigones convencionales, pero con módulos de
deformación menores. Consecuentemente, pueden producirse
problemas de compatibilidad de deformaciones que deben ser
considerados.
134
- Es conveniente colocar un tratamiento superficial de resina epoxi. Una
vez endurecido el mortero epoxi, este no ofrece alcalinidad alguna, por
lo que no protege contra la penetración de dióxido de carbono y deja
vulnerable el hormigón original a carbonataciones.
- Los morteros epoxi presentan resistencias al calor mínimas, perdiendo
sus propiedades en torno a 100ºC.
3.1.3 Revestimientos
Dentro de la rehabilitación de edificaciones con estructuras de Hormigón
Armado, las resinas epoxi ofrece una gran variedad de alternativas para el
tratamiento superficiales de protección. Estos tratamientos pueden aplicarse
como terminación de la operación de reparación, o bien como medida
protectora. En cualquiera de estas dos situaciones, la aplicación de la resinas
epoxi resulta particularmente indicada para impermeabilizar y hacer estancas
zonas particularmente expuestas. Existen también tratamientos superficiales
de base epoxi de gran dureza y resistencia que, consecuentemente, resultan
idóneos para superficies expuestas a la abrasión (suelos industriales, entre
otros). Finalmente, se puede mencionar el uso de resinas epoxi como
revestimiento de protección de armaduras frente a la corrosión, indicados en
reparaciones originadas por este problema.
3.2 REPARACION DE GRIETAS Y FISURAS
Después de la evaluación y diagnostico de la estructura de una edificación se
puede seleccionar un método de reparación adecuado para tipo de fisuras.
Lo primero que se debe tener en cuenta antes de elegir un procedimiento de
reparación es conocer la causa de la fisuración.
135
Los procedimientos para reparar fisuras vivas o muertas son muy distintos,
donde en un primer caso la fisura estará estabilizada, mientras que en la
segunda antes de reparar se debe corregir el problema que la genera.
En este ítem se abarcarán los métodos de reparación de fisuras, sus
procedimientos de ejecución y además se incluirán las características de las
fisuras para cada método.
3.2.1 Inyección de resinas epoxi
La inyección de fisuras se utiliza para recuperar el monolitismo de las
estructuras. Gracias a esta técnica se pueden adherir fisuras, en cualquier
posición, de muy poco ancho, hasta 0,05mm y que no presenten movimiento.
El tipo de resina debe ser acorde a las características de la fisura. Del ancho
de la fisura dependerá la viscosidad de la resina que se deba utilizar.
La técnica generalmente consiste en establecer bocas de entrada y venteo a
intervalos poco espaciados a lo largo de las fisuras, sellar la fisura en las
superficies expuestas e inyectar la resina epoxi a presión.
La inyección de resinas epoxi requiere un alto grado de capacitación, y la
aplicación de la técnica puede estar limitada por la temperatura ambiente.
a) Procedimiento:
Limpiar las fisuras.
Lo primero que se debe realizar es una limpieza de la fisura, es el retirar
suciedades, grasas, aceites o partículas finas de hormigón, que puedan
impedir la penetración y adherencia de la resina epoxi. Esta contaminación
136
se puede retirar por aspirado o por inyección de agua. Luego se deja secar al
aire o utilizando chorro de aire caliente si fuese necesario.
Sellar las superficies.
Las fisuras superficiales se deben sellar para evitar que el material epóxico
salga antes de gelificarse. Para esto pueden utilizarse materiales
termoplásticos, resinas epoxi o, en caso de inyección de baja presión, una
cinta adhesiva puede ser suficiente.
Si la apariencia de la superficie acabada es importante también se pueden
emplear selladores cementicios. Si se requieren presiones de inyección
extremadamente elevadas, se puede cortar en forma de V alrededor de la
fisura hasta una profundidad de 13 mm y un ancho de alrededor de 20 mm,
llenar con material epóxico y enrasar con la superficie.
Instalar las bocas de entrada y venteo.
Hay tres métodos de uso generalizado:
Accesorios insertados en orificios perforados. Consiste en perforar
con taladro de 15 a 20mm de diámetro, en la fisura, a intervalos regulares
entre 15 y 30 cm, colocando válvulas fijadas con resina en los mismos.
137
Figura 3.2. Procedimiento de inyección de resina epoxi.
Fuente: Rio Bueno, A. 2008. Patologia, reparación y refuerzo de estructura
de hormigón armado de edificación.
Accesorios adheridos a ras. La válvula se adhiere a ras con la cara del
hormigón sobre la fisura. El accesorio a ras tiene una abertura en su parte
superior para permitir el ingreso del adhesivo y un ala en la parte inferior
adherida al hormigón.
Interrupción del sellado. Este método se basa en interrumpir el sellado
sobre una parte de la fisura. Se utiliza un dispositivo tipo arandela que se
coloca sobre la parte no sellada para la inyección de la resina
directamente en la fisura.
138
Inyectar la resina epoxi.
Se pueden utilizar los siguientes equipos:
Equipo Manual:
Se utilizan sistemas epoxi de muy baja viscosidad y aplicación con pistolas
de calafateo.
Equipo Neumático:
Se emplean equipos neumáticos con presión de aire comprimido de 2 a 7
kg/cm2.
Equipo de Mezcla en Punta:
Dosificación de los componentes a la salida del equipo, aplicación de altas
presiones (hasta 14 kg/cm2). Se emplean resinas con viscosidades bajas.
Figura 3.3. Equipo que se puede utilizar en la inyección de la resina epoxi.
Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón
Armado y Albañilerías.
139
Se puede pensar que una mayor presión aumentará la velocidad de
inyección, pero esto no es así frecuentemente. Incluso si la presión es
demasiado alta puede propagar las fisuras existentes.
Cuando la fisura es vertical o inclinada, se comienza por inyectar las bocas
de entrada que se encuentran a menor altura hasta que el nivel de la resina
llegue a la boca de entrada superior. Después la boca de entrada utilizada
se obtura y se continua con el mismo proceso en la boca superior, hasta
llenar la fisura y obturar todas las bocas.
Si la fisura es horizontal, la inyección debería proceder de la misma manera
desde un extremo de la fisura hasta el otro. La fisura está llena cuando la
presión se puede mantener. Si la presión no se puede mantener, esto
significa que la resina epoxi aún está fluyendo hacia partes de la fisura que
aún están vacías o que hay fugas.
Retirar el sellado superficial.
Una vez que se ha curado la resina epoxi inyectada, el sellado superficial se
debería retirar por trituración u otros medios, según resulte adecuado.
3.2.2 Perfilado y sellado
Se usa este método cuando se requiere una reparación inmediata y fisura no
es estructural.
Consiste en vaciar la cabeza de la fisura para luego llenarla y sellarla con un
sellador adecuado. Los materiales de sellado son muy variados, y van desde
resinas epoxi a alquitranes. El relleno de la fisura con mortero u hormigón
140
debe evitarse, pues rara vez se obtienen resultados duraderos con este
sistema, dado su potencial de fisuración.
Esta técnica se acomoda mejor en superficies horizontales, como losas y
pavimentos. Lo que no descarta su uso en superficies verticales (si se usa
un sellador no fluido) y superficies curvas (tubos, postes, pilares).
El procedimiento consiste en preparar en la superficie una ranura de
profundidad variable, generalmente entre 6 a 25 mm (Ver figura 3.4).
Figura 3.4. Reparación de una fisura mediante perfilado y sellado.
Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en
Estructuras de Hormigón.
Después la ranura se limpia con chorro de aire, arena o agua a presión, se
deja secar y se sella la ranura con un sellador, luego se permite su curado.
141
3.2.3 Costura de fisuras
Consiste en coser la fisura mediante grapas metálicas. Su principal
aportación radica en su capacidad de restituir, e incluso reforzar, la
resistencia mecánica original de la zona dañada.
En el caso de fisuras vivas, se debe actuar sobre la causa de fondo antes del
grapado, sino la costura solo servirá para trasladar el problema a otros
puntos de la estructura.
El procedimiento de costura es el siguiente: se perforan orificios a ambos
lados de la fisura, se limpian y se insertan grapas metálicas en los orificios.
Luego se rellenan los agujeros con lechada o, preferiblemente, mortero
expansivo o sin retracción, o bien un sistema adhesivo en base a resina
epoxi.
Las grampas deben ser variables en longitud, en orientación, o en ambos
aspectos, y se las debe ubicar de manera que la tracción transmitida a través
de la fisura no se aplique sobre un único plano dentro de la sección sino que
se distribuya sobre cierta superficie.
El conjunto conviene recubrirlo con mortero, de modo que las grapas queden
protegidas de la corrosión.
142
Figura 3.5. Costura de una fisura.
Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras
en Estructuras de Hormigón.
3.2.4 Armadura adicional
a) Armadura convencional
Este método consiste en sellar la fisura, perforar orificios que intercepten el
plano de la fisura perpendicularmente, inyectar adhesivo epoxi en el orificio y
la fisura hasta llenarlos y colocar una barra de armadura en el orificio
perforado.
143
La separación de las barras dependerá de los objetivos de la reparación. El
adherente epóxico pega las barras al orificio, llena el plano de fisuración, y
adhiere las superficies del hormigón separadas por la fisura, logrando la
recuperación del monolitismo en la estructura. Se debe utilizar un material
epóxico de baja viscosidad.
Figura 3.6. Orientación de las barras de armadura utilizadas
para reparar fisuras
Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras
en Estructuras de Hormigón.
b) Acero de pretensado
El postensado se usa cuando se busca reforzar una parte importante del
elemento o se deben cerrar las fisuras formadas. Para ello se utilizan barras
o cables de pretensado, la que aplicará una fuerza de compresión al
elemento. Se debe cuidar un buen anclaje del acero y realizar el
procedimiento con atención de que el problema no se traslade e otros
elementos de la estructura.
144
Figura 3.7. Para corregir fisuración en una losa.
Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras
en Estructuras de Hormigón.
Figura 3.8. Para corregir fisuración en una viga.
Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras
en Estructuras de Hormigón.
145
3.2.5 Perforación y obturación
El procedimiento de perforación y obturación de una fisura consiste en
perforar en toda la profundidad de una fisura y llenarla con mortero de
manera de formar un tapón. Cabe mencionar que esta técnica solo se puede
aplicar a fisuras de forma razonablemente recta con uno de sus extremos
accesibles.
La utilización más frecuente de este método es en la reparación de fisuras
verticales en muros de contención.
El proceso consiste en perforar un orificio (entre 50 a 75mm de diámetro),
centrado sobre la fisura y siguiendo la misma. Se debe asegurar un agujero
lo suficientemente grande para atravesar la fisura y pueda contener el
suficiente material de reparación para absorber estructuralmente las cargas
ejercidas sobre el tapón. Luego el orificio se debe limpiar, impermeabilizar y
llenar con mortero.
Figura 3.9. Reparación de una fisura mediante perforación y obturación.
Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras
en Estructuras de Hormigón.
146
3.2.6 Llenado por gravedad
Esta técnica se utiliza para elementos horizontales (losas) con grietas de
aberturas superiores a 1 mm. Cuanto menor sea la viscosidad, más finas
serán las fisuras que se pueden llenar.
El procedimiento consiste en limpiar la fisura con aire comprimido o chorro de
agua, se elabora un sello en la cara inferior con masilla epóxica, y también
se ejecutan diques laterales con yeso o masilla en la cara superior; después
se vacía un sistema epóxico de viscosidad inferior a 200 cps6 para que fluya
por gravedad al interior de la grieta.
Debido a que la resina penetra en las fisuras lentamente, se debe trabajar el
material sobre las fisuras moviéndolo hacia adelante y hacia atrás para lograr
el máximo llenado.
Figura 3.10. Llenado por gravedad.
Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de
Hormigón Armado y Albañilerías.
6 Cps: unidad física de viscosidad dinámica, donde 1 centipoise = 1 mPa·s
147
3.2.7 Colocación de mortero como mezcla seca (Drypacking)
Se basa en la colocación manual de mortero de bajo contenido de humedad
y su posterior apisonado. Así se obtiene una buena adherencia entre el
mortero y el hormigón existente.
Debido a la baja relación agua-cemento del material, hay poca retracción y el
parche permanece hermético y puede resultar de buena calidad desde el
punto de vista de la durabilidad, resistencia e impermeabilidad.
Este método solo es apto para reparar fisuras muertas, no se recomienda su
uso en la reparación de fisuras activas.
Primeramente se debe ensanchar la cabeza de la fisura hasta obtener una
ranura de 25mm de ancho por 25mm de profundidad, con la base de la
ranura ligeramente más ancha que la superficie.
La ranura se limpia y seca, para después aplicar una capa de adherencia
consistente en una lechada cementicia o cantidades iguales de cemento y
arena fina mezcladas con agua hasta tener la consistencia de una pasta
fluida, o bien un compuesto adherente adecuado a base de látex.
Inmediatamente se debe aplicar el mortero. La dosificación del mortero es
de una parte de cemento, una a tres partes de arena pasante tamiz (1,18
mm) y apenas agua suficiente para que el mortero se ligue al formar con él
una bola en la mano.
Con el fin de prevenir la retracción se recomienda dejar reposar el mortero
por media hora después del mezclado, para volver a mezclar antes de usar.
El mortero se coloca en capas de 10mm de espesor. Cada capa tiene que
148
ser compactada con una varilla, y también se debe rayar la superficie de
ésta para que facilite la adherencia con la capa siguiente. No será necesario
tiempo de espera entre cada capa.
El acabado de la capa final se puede lograr colocando un tablón de madera
sobre la superficie y golpeándolo varias veces con un martillo. La
terminación se puede realizar con llana o esponja. El curado se debe
realizar con agua o con un compuesto de curado.
3.2.8 Sobrecapas y tratamientos superficiales
En caso de fisuras superficiales y no activas en losas y pavimentos se puede
contemplar la reparación por medio de sobrecapado o tratamiento superficial.
Las sobrecapas adheridas se pueden utilizar para cubrir una losa, pero no
necesariamente para repararla.
En lugares de climas fríos no se recomienda reparar las losas de cimentación
con sobrecapas ni tratamientos superficiales, ya que estos pueden generar
barreras de vapor que provocaría la condensación de la humedad que pasa
de las subrasante, saturándose el hormigón corriendo el riesgo de sufrir
daños durante ciclos hielo-deshielo.
a) Tratamientos superficiales
Con el fin de sellar las superficies de hormigón, esto incluye fisuras muy
finas, se han utilizado sistemas a base de resina bajos en contenido de
sólidos y de baja viscosidad. Estos tratamientos funcionan de mejor manera
en superficies que están sujetas a poco desgaste.
149
Para el caso de losas de tableros de puentes y estructuras para
estacionamiento de vehículos, así como otras losas interiores, se pueden
recubrir de manera efectiva una vez tratadas por inyección de resina epoxi o
mediante perfilado y sellado. Se han aplicado materiales tales como
uretanos, resinas epoxi, poliésteres y acrílicos en espesores de 1 a 50 mm,
dependiendo del material y el objetivo del tratamiento. A menudo en el
material se mezclan agregados antideslizantes, o bien se esparcen sobre la
superficie para mejorar la tracción.
b) Sobrecapas
Para las losas que presentan fisuras muertas se puede aplicar un
sobrecapado como reparación, puede ser una sobrecapa de mortero de
cemento portland u hormigón modificado con polímero.
En el caso de fisuras vivas en losas, estas se pueden sobrecapar, pero
deben contar con juntas directamente sobre las fisuras activas.
La superficie de la losa se debe limpiar para retirar la capa superficial,
materiales sueltos y carbonatados, y otros contaminantes como grasas y
aceites.
Antes de colocar una sobrecapa se debería aplicar con escoba una capa
adherente consistente en una fracción de mortero. Se debe aplicar un
curado húmedo de por lo menos 24 horas.
150
3.2.9 Autocurado
El “autocurado” es un proceso natural de reparación de fisuras, siempre que
se esté en presencia de humedad y ausencia de tensiones de tracción. Para
que ocurra además de un ambiente húmedo la fisura debe estar inactiva.
El autocurado se produce por la continua hidratación del cemento y
carbonatación del hidróxido de calcio de la pasta cementicia por parte del
dióxido de carbono presente en el aire y el agua que rodea al hormigón. Los
cristales de hidróxido de calcio y carbonato de calcio precipitan, se acumulan
y crecen dentro de las fisuras. Los cristales se entrelazan y unen,
produciendo un efecto de adherencia mecánica suplementado por la
adherencia química entre cristales adyacentes y entre los cristales y las
superficies de la pasta y los agregados.
El resultado de este proceso es que se recupere la resistencia a la tracción
del hormigón, para quizás sellar la fisura.
El autocurado no será posible si la fisura está viva o si se somete a
movimiento. Tampoco si existe un flujo de agua en la fisura, ya que se
disolverían los depósitos.
Es esencial que exista saturación con agua entre la fisura y el hormigón
adyacente durante el proceso de curado. El curado debe empezar de
inmediato una vez aparecida la fisura, de lo contrario se obtendría una menor
restauración de las resistencias.
151
3.3 REPARACIÓN Y PROTECCIÓN DE ARMADURAS.
En el ámbito de la reparación de las armaduras de un elemento de Hormigón
Armado, el procedimiento más común para repararlas es en primer lugar,
remover las partes sueltas de hormigón que pudieran existir y que se ven
notoriamente afectadas por las patologías sufridas por las armaduras. A
continuación se procede a limpiar la oxidación existente para la posterior
aplicación de protección a las armaduras, finalizando con la colocación de
nuevo hormigón o mortero según se estime conveniente.
Seguramente los pasos mencionados, son los más comunes dentro de las
reparaciones de armaduras afectadas por alguna clase de patología, pero no
es la única. A continuación se dará a conocer otras clases de métodos que
buscan efectuar reparaciones y protecciones más eficaces y seguras.
3.3.1 Métodos electroquímicos de protección de armaduras
Los métodos electroquímicos de protección y/o reparación de estructuras
afectadas por la corrosión de armaduras son tres:
- Protección catódica.
- Extracción electroquímica de cloruros.
- Realcalinización.
152
Figura 3.11. Esquema general de los métodos electroquímicos.
Fuente: Helene P., Pereira F. 2003. Manual de rehabilitación de estructuras
de hormigón: reparación, refuerzo y protección.
De los tres métodos electroquímicos, la protección catódica es la más
antigua en comparación con la extracción electroquímica de cloruros y la
realcalinización. La finalidad de estas técnicas es la de eliminar las causas
que provocan corrosión en las armaduras, es decir, los cloruros o la
reducción del pH en el entorno de las barras de acero.
Este método electroquímico de protección de las armaduras consiste en
aplicar corriente continua entre la armadura y un electrodo auxiliar externo.
La armadura va conectada al polo negativo de la fuente o cátodo y a su vez a
un electrodo auxilia como se menciono con anterioridad, el cual actúa como
ánodo (ver figura 3.12).
153
Figura 3.12. Extracción electroquímica de cloruro.
Fuente: Helene P., Pereira F. 2003. Manual de rehabilitación de estructuras
de hormigón: reparación, refuerzo y protección.
El método electroquímico de protección en las armaduras, posee distintos
mecanismos de acción según el método que se utilice.
El mecanismo de acción para la protección catódica consiste en situar el
potencial de la armadura por debajo del potencial de picadura, es decir, en la
zona de inmunidad del diagrama de pourbaix, lo que se consigue mediante
un flujo de corriente.
En el caso de la extracción electroquímica de cloruros, su mecanismo de
acción consiste en eliminar los agentes agresivos por medio de los iones
cloruro, ya que estos que son cargados negativamente, son atraídos hacia el
154
electrodo externo (ánodo cargado positivamente) por la acción del campo
eléctrico.
En el caso de la realcalinización, su método consiste en la restauración de la
alcalinidad del hormigón alrededor de las armaduras, de tal manera que
estas se repasiven.
Antes de proceder a efectuar un tratamiento mediante un método
electroquímico, será de vital importancia asegurarse que la estructura no esté
dañada de un punto de vista estructural. Si lo estuviese, habría realizar el
tratamiento después de haber hecho una reparación estructural, es decir, la
estructura no deberá tener fisuras, ni menos armaduras expuestas, todo
deberá estar arreglado previamente.
Si no estuviese arreglado con anterioridad, habrá que llevar a cabo una
inspección de preparación del tratamiento, que deberá cubrir los siguientes
puntos:
- Verificación de continuidad eléctrica de las armaduras.
- Verificación de continuidad electrolítica del hormigón.
- Verificación del espesor de recubrimiento.
- Verificación de la existencia de áridos potencialmente reactivos.
- Verificación del Tipo de acero por riesgo de fragilización por
hidrogeno.
- Verificación del contenido y distribución de cloruros.
- Verificación de la profundidad y distribución de carbonatación.
La finalidad de inspeccionar todos estos puntos mencionados anteriormente,
radica principalmente en garantizar un correcto flujo de corriente y que no
existan inconvenientes que afecten a las armaduras.
155
a) Ejecución del tratamiento de reparación de armaduras
En la ejecución de tratamientos de reparación de armaduras por medio de
los métodos de protección catódica, extracción electroquímica de cloruros y
realcalinización existen parámetros claves, como lo son el caso del ánodo, el
electrolito7, la fuente de corriente, el sistema de control y la extensión de la
zona a tratar.
A continuación se describirá la importancia que tiene cada uno de estos
parámetros para efectuar una correcta reparación en las armaduras.
Ánodo
El ánodo debe proporcionar la corriente requerida y garantizar una correcta
distribución de la misma en la totalidad de la armadura a tratar. El ánodo
debe adherirse a la superficie del hormigón y ser aplicable a distintos tipos de
superficie en una edificación, ya sea de forma horizontal, vertical, curva,
entre otros.
Con relación al uso del ánodo, para cada uno de los métodos
electroquímicos a utilizar, las particularidades a considerar en cada uno de
los métodos serán las siguientes:
Particularidades del ánodo para la protección catódica
En este método la instalación del ánodo es permanente, por esta razón los
ánodos a utilizar deberán ser durables, no se le deberá añadir una carga
adicional importante y no deberán tener un cambio en la estética de la
7 Es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor
eléctrico.
156
estructura a reparar. Los sistemas anódicos pueden ser por corriente impresa
y/o por ánodo de sacrificio.
Particularidades del ánodo para la extracción
electroquímica de cloruros y realcalinización
Para la aplicación de estos métodos se utiliza corriente impresa, empleando
malla de titanio activado o incluso acero al carbono, el cual este último se
consume por corrosión en el tratamiento y el oxido que quede impregnado en
el hormigón se limpiara sin mayor inconveniente. A diferencia del caso de
protección catódica, el cual posee una instalación permanente de ánodo, en
este caso los ánodos no se cubren con una capa mortero, sino que se
introducen en un electrolito.
Fuentes de corrientes
En esta clase de reparaciones a las armaduras, la corriente eléctrica se
provee de forma normal por medio de transformadores, que permiten, a
través de corriente alterna de red, obtener corriente continua a bajo voltaje.
Para las fuentes de corriente es importante tener un sistema de control el
cual garantice mantener constante la corriente suministrada durante largos
periodos de tiempo.
Sistema de control de corriente
El sistema de control de corriente de la protección catódica es diferente al de
extracción electroquímica de cloruros y al de realcalinización debido a
tratarse de un sistema permanente que queda incorporado en la estructura a
diferencia de los otros dos métodos.
157
En el método de protección catódica, uno de los criterios más utilizados es el
de la despolarización o amortiguación de la corriente, en el cual las
condiciones de control de corriente se cumplen si se mide una caída de
potencial de al menos 100 mV, a partir del potencial de desconexión
instantánea el cual se debe registrar en un periodo entre 4 y 24 hr.
Con relación a la extracción de cloruros y la realcalinización, es necesario
asegurar en todo momento la presencia de electrolitos, o la suficiente
humedad en la pulpa de celulosa para garantizar la conexión eléctrica del
sistema, asimismo, será necesario un control sobre la densidad de corriente
aplicada y el aseguramiento de que el potencial necesario a aplicar no
implique riesgo para los trabajadores.
B) Criterios de aceptación del tratamiento electroquímico.
Para el tratamiento de reparación por protección catódica, su criterio de
aceptación se verá reflejado una vez aplicado este método, por el hecho de
quedar este adherido a la estructura. Caso contrario, la extracción de
cloruros y la realcalinización deberán cumplir con algunos criterios, tales
como el de extraer testigos y comprobar que los cloruros residuales sean
menor a 0,4% en peso de cemento, esto para el caso de la extracción
electroquímica de cloruros. Para el caso de la realcalinización, se extraerán
testigo y se comprobara la carbonatación residual que posea, esta mediante
el uso de un spray de fenoftaleina, el cual cambiara de color cuando su pH
sea de 9.
3.3.2 Revestimiento sobre las armaduras
Durante el proceso de reparación de una estructura de Hormigón Armado,
una vez realizada la limpieza del acero, su protección puede efectuarse con
158
diferentes tipos de revestimientos en el acero, como lo es el caso de metales
más resistentes que el acero a la corrosión como lo es el zinc con la
utilización de recubrimientos galvanizados o a través de la utilización de
revestimientos orgánicos como puede ser el caso del revestimiento de
resinas epóxicas.
a) Recubrimiento por medio de galvanización.
Esta clase de recubrimiento a modo de protección del acero se efectuará por
medio de la inmersión de las nuevas barras a colocar. Estas barras tendrán
un baño de zinc fundido a cerca de 450°C formando una capa de zinc-hierro.
Cabe destacar que la velocidad de corrosión del acero galvanizado en un
hormigón carbonatado, es muy inferior a la del acero no galvanizado. La
corrosión que pueda existir en el recubrimiento de zinc es mucho menor a la
que ocurre en el oxido de hierro, por ende, se reduce la tendencia de
fisuración en el hormigón.
Cuando el recubrimiento del hormigón queda parcialmente destruido este
recubrimiento galvanizado garantiza una protección a la corrosión entre 4 a 5
veces mayor que si no estuviera galvanizado.
El espesor del revestimiento galvanizado no deberá ser inferior a 100µm, ni
superior a 200µm, para garantizar una buena adherencia del revestimiento.
b) Recubrimiento por medio de resina epóxica
La aplicación de los revestimientos a base de resina epóxica en las
armaduras de acero pueden efectuarse de distintas formas, como por
159
ejemplo: por medio de pintura, por medio de inversión utilizando resinas
liquidas, o por pintura electrostática con resina en polvo, entre otros. Estos
revestimientos poseen buena resistencia química en medios alcalinos.
Esta clase de recubrimientos al igual que los galvanizados, al aplicarse a las
enfierraduras, estas quedan con una película que actúa como barrera, siendo
esta protección impermeable a los iones cloruro. Esta clase de revestimiento
con resinas epoxicas cuando se encuentran en buenas condiciones,
presentan una gran capacidad de protección de las armaduras en
hormigones que se encuentren fisurados.
El espesor de la resina epóxica a utilizar como protección deberá estar entre
los 180µm y los 300µm para garantizar una optima y segura protección.
La resistencia que se pueda obtener a partir de resinas solidas es mayor a
los que se obtiene con resinas liquidas, siendo ambos estables hasta
temperaturas de 200°C.
La protección por medio del revestimiento deberá efectuarse de forma
continua y sin porosidades o fisuraciones, de lo contrario, se pueden formar
macrocélulas de corrosión en un hormigón expuesto a un medio ambiente
agresivo (ver figura 3.13).
160
Figura 3.13. Corrosión por ruptura de lámina de resina
epóxica en una armadura
3.3.3 Armaduras especiales
Otros métodos de protección para las armaduras aparte de la galvanización y
el uso de resinas epóxicas, es el uso de armaduras especiales. Dentro de las
armaduras especiales existen armaduras de acero inoxidable y de acero de
plástico reforzado con fibra. Cabe señalar que las armaduras inoxidables
poseen mayor resistencia a la corrosión que las armaduras de acero
corriente, mientras que las armaduras de acero de plástico reforzado con
fibra no se corroen con los efectos de la carbonatación y los cloruros.
161
a) Armaduras de acero inoxidable.
Las armaduras de acero inoxidable, posee una mayor resistencia a la
corrosión que las armaduras de acero tradicionales, en especial cuando esta
clase de armaduras es expuesta a ambientes agresivos.
En una estructura de hormigón se utilizan armaduras de acero inoxidable del
tipo austenítico, ferrítico y austenítico-ferrítico. Los aceros austenítico son
aquellos que presentan un mejor comportamiento ante agentes agresivos,
mientras que los aceros ferrítico son más económicos, pudiendo estos
últimos ser adecuados para elementos de Hormigón Armado que sufran
menos agresividad.
Las armaduras de acero inoxidable pueden ser usadas en conjunto con las
armaduras corrientes en una posible reparación o confección de un elemento
constructivo aplicando las armaduras de acero inoxidable en los estribos,
pero se debe tener presente que esta combinación se puede efectuar en
lugares de baja presencia de corrosión, por el hecho de que el acero común
tuviera la presencia de corrosión, el acero inoxidable puede acelerar la
corrosión en la armadura en su totalidad.
b) Armaduras de plástico reforzado con fibra.
Las armaduras de plástico reforzado con fibra son mayormente fabricadas
por un proceso de extrusión, en donde las fibras se sumergen en una matriz
polimérica y posteriormente se procede a su moldeo para otorgarle su forma
final. Esta clase de armaduras no son corroídas por la acción de iones
cloruro ni por una baja en el pH que resulta de un proceso de carbonatación
en el hormigón.
162
Esta clase de armaduras poseen las siguientes características que la hacen
ser ventajosa con respecto al acero común, alguna de estas ventajas son:
- Elevada relación resistencia/densidad.
- Excelente resistencia a la corrosión.
- Excelente resistencia a la fatiga.
- Bajo coeficiente de dilatación térmica lineal.
3.3.4 Inhibidores de corrosión
Los inhibidores de corrosión en el hormigón es un compuesto químico,
liquido o en polvo, el cual al ser agregado al hormigón en forma reducida en
el proceso de reparación, evita o reduce la corrosión de las armaduras. Sin
afectar las propiedades físicas del hormigón ni su estructura.
Cuando se descubrió este producto, se pensó que podría ser un aditivo para
el hormigón, pero actualmente otros productos se han desarrollado para
aplicarlo directamente en la superficie en la estructura del hormigón con la
capacidad de introducirse en el cómo se ve reflejada en la figura 3.14.
Figura 3.14. Aplicación de inhibidores por migración.
Fuente: Helene P., Pereira F. 2003. Manual de rehabilitación de estructuras
de hormigón: reparación, refuerzo y protección.
163
Se debe tener presente que el uso de este tratamiento debe ser hecho con
mucho cuidado, ya que la mala utilización de este puede causar alteraciones
físicas y mecánicas en el hormigón, pueden todavía acelerar el mecanismo
de la corrosión si no son utilizados en la proporción ideal.
Los inhibidores de corrosión pueden ser de naturaleza orgánica e inorgánica.
a) Inhibidores inorgánicos
Los inhibidores inorgánicos más conocidos y utilizados en la actualidad son
los compuestos con nitrito.
Este inhibidor inorgánico consiste en una película pasiva que genera un
aumento del valor crítico de la cantidad de cloruro necesaria para empezar la
corrosión. El nitrito de calcio es activo en presencia de cloruro en el
hormigón, teniendo una considerable ventaja al no tener al no tener mayor
influencia en la resistencia mecánica del hormigón.
El uso de dosis insuficientes de nitritos puede provocar un efecto contrario al
pretendido inicialmente, o sea, puede acelerar la corrosión específicamente
en las zonas donde el hormigón se encuentra fisurado.
b) Inhibidores orgánicos
Esta clase de inhibidores actúan en la armadura por absorción, formando
una película protectora que inhibe las reacciones anódicas y catódicas. Esta
película repele las soluciones acuosas, estableciendo una barrera a los
ataques químicos y electroquímicos en la superficie del acero (ver figura
3.15).
164
Figura 3.15. Película protectora en la superficie de la armadura
Fuente: Helene P., Pereira F. 2003. Manual de rehabilitación de estructuras
de hormigón: reparación, refuerzo y protección.
La eficiencia de esta clase de productos radica en el espesor que se le
pueda proporcionar al acero, mientras más espesa es la película, más
eficiente es el inhibidor.
En la actualidad existen inhibidores orgánicos los cuales son llamados
volátiles, ya que estos tienen la capacidad de difundirse en el hormigón
endurecido, debido a su elevada presión de vapor.
3.4 REPARACIONES SUPERFICIALES
En las reparaciones de superficies de hormigón en una edificación, se
pueden clasificar en dos tipos de tratamiento: a través de aplicación manual y
de mortero proyectado.
165
3.4.1 Aplicación manual
Esta clase de reparaciones se efectúan a fallas de reducido espesor las
cuales van desde los milímetros hasta los 5 cm aprox. Estas fallas deben
afectar a la superficie del hormigón o el recubrimiento de armaduras.
Para la reparación por medio de aplicación manual, se debe tener presente
el siguiente procedimiento:
- En primer lugar se definirán bordes con cortador angular.
- Eliminar por picado toda clase de hormigón defectuoso que pueda
presentar inconvenientes al momento de efectuar la reparación.
- Procurar obtener la forma geométrica adecuada.
- Limpiar con aire y/o agua.
- Aplicar cuidadosamente con brocha, la lechada de adherencia.
- Preparar el mortero de hormigón, con una relación de 1:3 con arena
gruesa de tamaño máximo 5 mm o de 1/3 del espesor a rellenar;
teniendo consistencia semiplástica y habitual aditivo expansor.
- Proyectar manualmente por medio de espátula, compactar y alizar con
platacho.
- Finalmente, mantener húmedo por siete días.
166
Figura 3.16. Aplicación manual de mortero.
Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de
Hormigón Armado y Albañilerías.
3.4.2 Mortero proyectado
Esta clase de reparaciones se aplica a fallas superficiales extensas o
repetitivas. Para este tipo de reparaciones, se utiliza un maquina lanzadora,
con compresor que posea una capacidad superior a los 400 pies3/minuto,
mas los accesorios complementarios. Para la dosificación a utilizar, se
recomienda usar una dosis de cemento superior a 350 kg/m3. Tamaño
máximo de la arena ≤ 5 mm y una razón agua – cemento: 0,35 – 0,40.
Para la reparación por medio de mortero proyectado, se debe tener presente
el siguiente procedimiento:
167
- En primer lugar, se tratara la superficie igual al caso anterior, picando
el hormigón defectuoso y dando la geometría adecuada.
- A continuación se limpiarán las armaduras, eventualmente con chorros
de arena.
- Colocar mallas de refuerzo cuando corresponda.
- Aplicar mortero de alta presión.
- Si se desea una terminación lisa, será necesario aplicar una capa final
de mortero ligeramente plástico, para posteriormente afinar con
platacho.
- Finalmente efectuar un curado húmedo por siete días.
Figura 3.17. Aplicación de mortero proyectado.
Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón
Armado y Albañilerías.
168
3.5 MÉTODO DE REPARACIÓN DE NIDOS DE PIEDRAS
Los nidos de piedras pueden originarse por deficiencias en el proyecto de los
hormigones o un escaso cuidado en la colocación de este. Las causas más
comunes por la cual se originan estas patologías tiene relación a una baja
relación agua/cemento, poca compactación de la mezcla, una gran cantidad
de armadura en el elemento constructivo que provocara dificultades a la hora
de introducir el hormigón a todo el elemento. Todas estas causas, las cuales
se expusieron con anterioridad en este trabajo desencadenan en patologías
de diversos grados de riesgo para una edificación.
Según la importancia y magnitud de los nidos de piedra que presente la
estructura de la edificación, estos pueden tener diferentes tipos de
reparaciones, la cual debe tener muy en claro el profesional en el momento
que aborda el tratamiento de una patología.
Los nidos de piedras de carácter superficial y que se encuentran localizados
en zonas de poca peligrosidad, pueden ser reparados de forma muy simple
mediante el uso de morteros de cemento, después de la limpieza de la
misma. Pero existen ocasiones en donde el problema se puede tornar más
complejo, notándose grandes nidos de piedra producidas por no haber
llegado el hormigón a una zona determinada a la hora de hormigonar el
elemento constructivo de un edificio. En estos casos puede que el elemento
constructivo presente una menor superficie destinada a resistir y que incluso
pudiese llegar a un agotamiento con las cargas q existen en el proyecto. En
estos casos pueden presentarse variantes de cómo abordar la reparación y
únicamente se podrá decidir como reparar la patología después de analizar
la magnitud y peligrosidad de los daños
169
Se debe tener siempre presente que cuando aparezcan nidos de piedra, a su
alrededor aparecerán zonas en las que el hormigón es poco sano,
presentando áridos sueltos y unidos entre sí, como también falta de pasta.
En estos casos se efectúa una limpieza a fondo con eliminación de todo el
hormigón que se considera como defectuoso.
Tras haber saneado la zona de nidos de piedras o coqueras y haberla
limpiado de todas las partículas solidas sueltas y de polvo, puede procederse
a su reparación.
A continuación se presentará una de las formas más comunes y eficaces de
recomponer un elemento de hormigón.
Se recomiendan los siguientes pasos para reparar este tipo de patologías:
En primer lugar se deberá retirar todo el material dañado, teniendo
mucho cuidado en no dejar elementos sueltos y polvo que impidan
una buena adherencia.
A continuación se limpiarán las barras de acero, quitando la lechada y
otros elementos adheridos a su superficie, con la finalidad de dejar la
enfierradura lo más limpia posible (ver figura 3.18)
170
Figura 3.18. Limpieza de enfierradura
Fuente: Propia.
Se deberá dejar la superficie de hormigón, en lo posible, con una
forma regular (recta), como queda reflejado en la figura 3.19.
171
Figura 3.19. Reparación encuentro pilar-viga
Fuente: Propia.
Aplicar un puente de adherencia epóxico, que tenga un tiempo de
trabajabilidad adecuado para el tratamiento, con la finalidad de poder
colocar el moldaje cuando fuese necesario y colocar el mortero,
hormigón o producto de reparación.
A continuación, colocar cuando es necesario, un moldaje estanco. En
caso de superficies verticales dejar, sobre el nivel de reparación, unos
10 a 20 cm, con la finalidad de que el mortero rellene toda la superficie
a reparar. Posteriormente, el exceso de material debe ser removido.
172
Aplicar el mortero de reparación, el cual debe tener una resistencia
igual o superior a la del hormigón a reparar. Para esto se debe tener
presente que existe una serie de productos preparados, de base
cementica o epóxica, los cuales poseen altas resistencias iníciales y
finales y no deben tener retracción.
Son muy usados en este tipo de reparaciones los morteros grouting,
por su alta resistencia y fluidez, los cuales son mezclados, para este
uso, con gravilla limpia y graduada, en proporción de 20 a 40% con
respecto al contenido del embase.
Se debe procurar un adecuado vibrado, haciendo que el producto
rellene todas las cavidades y salga el aire de la mezcla.
Finalmente, desbastar los excesos sobre la superficie, caso del hombro en
reparaciones verticales, y colocar en servicio una vez que se alcance la
resistencia necesaria especificada por el fabricante del producto o la
indicación del proyectista.
3.6 JUNTA DE HORMIGONADO
Existe una gran cantidad de fallas que ocurren en las uniones entre un
hormigón endurecido y un hormigón fresco. Estas fallas son netamente
causa de la etapa de ejecución, en donde seguramente no se considero el
procedimiento de ejecución en este tipo de unión.
En este capítulo se especifica el tratamiento que se debe realizar a las juntas
de hormigonado para evitar que presenten futuros problemas.
173
Algunas de las lesiones que pueden ocurrir debido a juntas de hormigonado
deficientes son fallas por cizalle en la unión de dos elementos o grietas en
junta de hormigonado, las que pueden ser reparadas mediante el uso de
morteros epóxicos.
Morteros Epóxicos
Se caracteriza por permitir reparaciones rápidas, obteniéndose gran
resistencia en pocas horas, con una puesta en servicio entre las 24 y/o 48
horas.
Procedimiento:
Alzaprimar cuando corresponda y/o reparar por parcialidades hasta
completar el total de te superficie fracturada. Figura 3.20.a).
Picar todo el hormigón defectuoso y regularizar superficies. Figura
3.20.b).
Sólo se requiere moldajes en el caso de emplear morteros fluidos para
rellenar lugares estrechos o de difícil acceso (grouting).
Mezclar los componentes A y B (resina y endurecedor).
Agregar el componente C (filler) según dosis indicada por fabricante
y/o hasta obtener consistencia requerida.
Los morteros secos o plásticos se aplican a mano (emplear guantes
de goma). Figura 3.20.c).
Cuando sea necesario se debe utilizar moldaje lateral para confinar.
Figura 3.20.d).
Para colocar morteros fluidos o grouting, se ocupa moldaje lateral
separado, vaciando el mortero por un costado hasta que aparezca por
el costado opuesto.
174
Figura 3.20. Procedimiento de reparación en junta de hormigonado mediante
mortero epóxico.
Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón
Armado y Albañilerías.
Fallas comunes
A continuación se detallaran algunas de las fallas que derivan de una junta
de hormigonado incorrecta.
Falla por cizalle en la unión.
Se debe recuperar el monolitismo de la estructura reparando con mortero
epóxico.
175
Figura 3.21. Falla por cizalle en unión viga-muro.
Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón
Armado y Albañilerías.
Grieta en junta de hormigonado.
Por causa de una mala adherencia en las junta por suciedades (aserrín,
virutas, tierra) o por formación de lechada.
Figura 3.22. Grieta en junta de hormigonado.
Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de
Hormigón Armado y Albañilerías.
176
Cuando se trata de una grieta con aserrín, lechada o suciedades:
alzaprimado, picado en 1/2 sección en espesor de 4 a 5 cm, relleno mortero
epóxico: después de 24 horas. repetir en resto de la sección. Después de 48
hrs, retirar alzaprimas.
3.7 REPARACIÓN Y PROTECCIÓN DE HUMEDADES
Sin duda, y como se estableció al momento de investigar cuales eran las
patologías más comunes que podemos encontrar en la ciudad de Punta
Arenas, la humedad fue aquella lesión que apareció con mayor recurrencia
en las edificaciones de Hormigón Armados que se encuentran en uso en la
actualidad. En temporada invernal es común que surja la humedad en algún
elemento constructivo, tales como en muros y cielos, lo cual, ya a los
problemas constructivos que puede generar la presencia de éste; igualmente
cabe mencionar las diversas enfermedades y malos olores que puede
desencadenar esta patología si no se tiene el cuidado necesario, ni la
reparación precisa. Por esta razón es importante detectar su origen y
solucionar el problema de manera tal, que no aparezca nuevamente esta
clase de patología; reparando los elementos constructivos en donde se
encuentre la humedad e implementando con un correcto sistema de
impermeabilización.
Para dar inicio a un proceso de reparación de patologías por causas de la
humedad, se debe tener en consideración y claro conocimiento qué clase de
patología se podrá identificar. Existen diferentes tipos de humedad las cuales
fueron definidas en capítulos anteriores. La finalidad es clarificar qué clase
de falla (s) que ocasionan una patología que tiene relación con la humedad.
Es en este momento en donde el método de inspección visual detallado
cumple un rol fundamental para poder determinar a qué clase de humedad
se deberá efectuar un proceso de recuperación.
177
En la ciudad de Punta Arenas las patologías más comunes relacionadas con
la humedad, hacen referencia a la condensación y a las filtraciones.
La condensación tiene como principal consecuencia la generación de
patologías por causas de una mala ventilación que puede tener una
edificación y obviamente, por las condiciones climáticas.
Las fisuras claramente son otros problemas de consideración que los
edificios antiguos suelen presentar. Generalmente en esta ciudad, esta clase
de problemas tiene relación a las microfisuras que tiene algunos edificios, y
que por el hecho de no ser detectadas o bien reparadas, generan la
penetración de la humedad en la edificación, creando problemas como:
penetración de agua y la posible corrosión de armaduras, dependiendo del
tipo de fisura.
A continuación se describirá el proceso de reparación de estructuras que se
ven afectadas por la humedad en una edificación de Hormigón Armado,
enfatizando el proceso de reparación y protección posterior, con la finalidad
de erradicar la patología de humedad que aqueja la edificación.
3.7.1. Reparación de humedad
A modo de sugerencia, para realizar una eventual impermeabilización en un
elemento de Hormigón Armado de forma completa o tan solo la zona
afectada. Se debe estar seguro de que la humedad no se propagará a los
lugares que queden sin protección. Es por esta razón, si se comienza con
esta clase de trabajo, es recomendable impermeabilizar el elemento
completo, con la finalidad de asegurarse de una correcta reparación y
protección al hormigón.
178
Los pasos a seguir para efectuar una reparación y protección a un elemento
de Hormigón Armado en una edificación serán los siguientes:
a. Limpieza general
Lo primero que se deberá realizar para dar inicio al proceso de reparación,
será el de raspar con espátula la totalidad de los hongos, pintura
descascarada o eflorescencia salinas que se puedan haber acumulado en el
elemento de Hormigón Armado.
Para efectuar este primer paso de reparación se aconseja pasar una
escobilla de carpintero, que tiene las cerdas de acero para una mejor
remoción de impurezas.
Dependiendo del tipo de revestimiento que posea la superficie a reparar, se
podrán tomar otras clases de medidas las cuales faciliten de forma correcta
la extracción de todo recubrimiento dañado si no fuera de gran utilidad la
utilización de espátulas o escobillas con cerdas de acero.
b. Lavado del elemento a reparar
Uno de los pasos importantes dentro de la preparación de la superficie a
reparar es el de lavar el elemento de Hormigón Armado con una mezcla de
agua con cloro, en una proporción de llenado de balde de 1 a 3. Se mojará
una escobilla con cerdas de nailon y se refregará el elemento hasta erradicar
de forma total con hongos, eflorescencias salinas o mohos que puedan estar
impregnado en la superficie.
179
Se debe tener mucho cuidado al momento de manipular el cloro, se
recomienda el uso de guantes y mascarilla. También será de vital
importancia proteger el suelo con alguna especie de manta plástica con la
finalidad de no dañar el piso dependiendo de qué material tuviese.
c. Reparación del elemento
Una vez finalizada la limpieza del elemento, se procederá a efectuar la
correspondiente reparación. Si esta lesión o daño que sufrió el elemento
corresponde a alguna grieta o fisura, se deberán seguir las indicaciones
explicadas en el capítulo anterior, en donde se expone detalladamente los
pasos a seguir para repara cualquier clase de fisuras y grietas dependiendo
de las características que este posea.
La reparación por condensaciones en el elemento de Hormigón Armado se
verá reducida a la excautiva limpieza del elemento como se sugirió en los
pasos anteriores, para posteriormente realizar la impermeabilización
correspondiente.
En el proceso de reparación propiamente tal, es de vital importancia contar
con una buena evaluación final de la patología a tratar. Si el método de
inspección utilizado es eficiente y logra complementar a posteriores ensayos
y al dictamen final de la patología, no habrá problemas al reparar un
elemento constructivo, ya que se tratara la lesión de forma precisa y no
existirán dudas si efectivamente la reparación es la adecuada o no.
d. Lijar la superficie
Una vez finalizada la reparación, si esta tuviese relación a una fisura, se
pasara una lija fina para pulir la superficie y eliminar cualquier clase de
180
imperfecciones que se puedan notar después de aplicado el material con que
se reparó la fisura.
En este lijado, la limpieza final que se hará debe ser muy rigurosa para no
dejar restos de material de reparación que puedan mezclarse con la posterior
impermeabilización y acabado de la superficie.
e. Impermeabilización del elemento
Tras un correcto tratamiento a la superficie recién reparada, se aplicará el
impermeabilizante que sea apropiado para la superficie, esto dependerá del
tipo de elemento constructivo al que pertenezca la superficie. Al finalizar este
punto se describirán los tipos de impermeabilizante más comunes a utilizar
dependiendo de la patología a tratar.
Este tipo de impermeabilizante a colocar puede que tenga un color ya
definido y no sea necesario pintar o por el contrario se podrá aplicar posterior
al pintado de la superficie del elemento reparado.
Al aplicar una clase de impermeabilizante por toda la superficie del elemento
a reparado, se recomienda efectuar este procedimiento desde la parte
superior a la parte inferior del elemento en el caso que fuese un muro, así se
evitará que el producto escurra por donde ya se ha aplicado
impermeabilizante.
El tipo de impermeabilizante a utilizar dependerá de cierta medida, del tipo
de humedad y el nivel de daño que este haya provocado al elemento de
Hormigón Armado.
181
3.7.2. Tipos de protección contra la humedad
a) Impermeabilizante incoloro
Esta clase de impermeabilizante se puede utilizar tanto en interior como en
exterior de una edificación y posee las siguientes características:
- Se aplica después de pintado o revestido con otro material en el
elemento reparado.
- Se caracteriza este impermeabilizante por ser una película
transparente y brillante.
- Esta clase de protección permite la salida de vapor o humedad desde
el interior de un muro de Hormigón Armado.
Figura 3.23. Esquema de impermeabilizante incoloro.
Fuente: Manual de reparación de muros con humedad.
182
b) Impermeabilizante con color
Al igual que los impermeabilizantes incoloros, estos pueden ser utilizados
tanto en interior como en exterior de una edificación y posee las siguientes
características:
- Se aplica antes del pintado o del revestimiento que llegase a tener el
elemento constructivo se puede mantener como el color final a utilizar.
- Esta clase de protección permite la salida de vapor o humedad desde
el interior de un muro de Hormigón Armado.
Figura 3.24. Esquema de impermeabilizante con color.
Fuente: Manual de reparación de muros con humedad.
c) Hidrorepelente
Esta clase de pintura hidrorepelente, al igual que los dos primeros
impermeabilizantes descritos, pueden ser utilizados en interior o exterior,
183
teniendo gran poder cubridor y excelente resistencia. Esta clase de
protección posee las siguientes características:
- Se aplica después del pintado o recubrimiento del elemento
constructivo reparado.
- Es absorbido completamente por el elemento.
- No forma una película y tampoco altera el aspecto natural que pudiese
llegar a tener la superficie del elemento constructivo.
- Esta clase de protección permite la salida de vapor o humedad desde
el interior de un muro de Hormigón Armado.
Figura 3.25. Esquema de protección Hidro repelente.
Fuente: Manual de reparación de muros con humedad.
184
d) Bloqueador de humedad
Los bloqueadores de humedad se pueden aplicar tanto en interior como en
exterior de una edificación y posee las siguientes características generales:
- Esta clase de productos se debe aplicar antes del pintado u otro tipo
de recubrimiento a utilizar para el elemento recién reparado.
- Se caracteriza por ser una capa de recubrimiento densa y pastosa.
- Su cualidad fundamental es que reviste el elemento con una capa
impermeable ante la presencia de humedad.
- Esta protección se pueden utilizar en superficies porosas.
- Generalmente, la mayoría de esta clase de productos permiten la
salida de vapor o humedad desde el elemento constructivo.
Figura 3.26. Esquema de bloqueador de humedad.
Fuente: Manual de reparación de muros con humedad.
185
e) Oleo o esmalte sintético
Esta clase de protección ante la humedad se utiliza generalmente en zonas
interiores de cocina o baño. Esta protección posee las siguientes
características:
- Forma una capa de pintura protectora sobre el elemento que no
absorbe la humedad.
- No permite la salida de vapor o humedad desde el elemento
constructivo.
Figura 3.27. Esquema de protección de óleo o esmalte sintético.
Fuente: Manual de reparación de muros con humedad.
186
3.8. REPARACIÓN DE LOS EFECTOS DE CICLOS DE
CONGELAMIENTO Y DESHIELO
Durante los ciclos hielo – deshielo, internamente las tensiones provocadas
inducen fisuras que se propagan por la pasta, vinculando poros pero
bordeando los agregados.
Dado que el daño está asociado con altos contenidos de humedad y
exposición a bajas temperaturas, macroscópicamente se manifiesta con dos
tipología diferentes: descascaramientos superficiales (“scaling”) y fisuras
paralelas o sub-paralelas a las zonas más húmedas.
El agua congelada en los poros se expande causando fuerzas locales de
tensión que ocasionan la fractura en pedazos pequeños del concreto que
está cerca de la superficie.
El agua luego penetra un poco más en la parte sana y se repite el proceso
hacia adentro desde la superficie.
Para la reparación de estos tipos de daños se deberá especificar una
restitución de la sección de hormigón (reparación superficial localizada o
reparación superficial generalizada) utilizando materiales similares a los
originales y después de esto, se puede entonces proceder, como medida
precautoria, a colocar, selladores, membranas, recubrimientos o pinturas
hidrofugantes.
187
Figura 3.28. Reparación por congelamiento de losas.
a) daño por congelamiento y deshielo, b) remoción del hormigón, c)
restitución de sección y aplicación de sello o membrana protectora.
Fuente: Helene P., Pereira F. 2003. Manual de rehabilitación de estructuras
de hormigón: reparación, refuerzo y protección.
188
CAPITULO IV
“METODOLOGIA DE INSPECCION VISUAL POR
MEDIO DE CARTILLAS DE REGISTROS”
189
Tras la investigación de las patologías que afectan a una edificación con
estructura de Hormigón Armado a modo general y particular como lo fue el
caso del análisis de patologías en la ciudad de Punta Arenas, se tienen
presente que son variados los daños o lesiones por la cual una estructura de
hormigón pueda presentar problemas con respecto a su capacidad de carga
y durabilidad.
Para poder elaborar una correcta y detallada evaluación y posterior
diagnóstico de estas fallas, se debe tener claro de qué forma comenzar esta
evaluación. Se recomienda empezar con una inspección preliminar, donde
se reconozcan las características del edificio, como lo son la edad, posibles
intervenciones o reparaciones, cambios de uso entre otros y se recoja
información sobre las especificaciones constructivas de éste. El fin de esta
etapa es lograr una primera apreciación del estado del edificio, la que
determinará si será necesario continuar con una etapa de estudio y análisis
de patologías.
Una inspección, cualquiera sea su índole, tiene la finalidad de hallar
características físicas significativas a través de un reconocimiento exhaustivo
para poder determinar cuáles son normales y poder distinguirlas de aquellas
características anormales.
Una de las formas más comunes y rápida de efectuar una inspección es
mediante el uso de técnicas de inspección visual detallada. Estas
inspecciones visuales que se puedan realizar a una edificación de Hormigón
Armado y/o un elemento constructivo, tendrá la misión de ser la primera
aproximación de análisis del estado actual de la estructura del edificio,
también, de reconocer la presencia de daños o lesiones en la estructura
principal o secundaria del edificio e identificar la presencia de factores de
alteración y deterioro del hormigón.
190
El presente capitulo consiste en la presentación de una metodología de
inspección visual detallada. Esta etapa acontecera después de la fase de
inspección preliminar, si ésta indica que es necesaria una indagación más
intensiva de las patologías encontradas.
Este método de inspección consiste en la redacción de cartillas a modo de
inventario, las cuales tendrán como propósito, la de registrar el tipo,
características, observaciones y procesos de las enfermedades que afectan
a los elementos estructurales de Hormigón Armado, con la finalidad de
administrar datos de manera menos engorrosas y más comprensibles para
un profesional del área de la construcción.
Una de las formas de registrar la información para elaborar una mejor y más
acabada inspección será a través de fotografías digitales, la cual además de
captar todas las lesiones o fallas en la estructura del edificio será de gran
ayuda cuando se quiera medir la evolución de las lesiones durante el periodo
de intervención.
Para demostrar la eficacia de las cartillas propuestas antes mencionadas,
serán utilizadas en una edificación de Hormigón Armado en la ciudad de
Punta Arenas que presente algunas de las patologías estudiadas en los
primeros capítulos. Para esto se sugiere inspecciones periódicas, con el
propósito de realizar un seguimiento a las lesiones por si se modifican sus
características en el transcurso del tiempo.
Todos estos antecedentes recolectados a través de las cartillas permitirán
facilitar una etapa de diagnóstico de las patologías, además de generar un
inventario de las lesiones que posee el edificio.
191
A continuación, en el presente capítulo se abordará todo el proceso de
confección de una metodología de inspección visual detallado con la finalidad
de ponerlas en práctica a través del uso cartillas de inspección.
4.1 METODOLOGÍA
La metodología propuesta se limita a una inspección visual detallada, la que
se realiza en dos etapas. La primera es una inspección preliminar, que tiene
por objetivo determinar las condiciones iníciales del edificio antes de la
intervención. Una de las características de esta etapa es que se realiza sin
ningún tipo de equipo, ya que consiste en recolectar información, la que se
puede obtener de forma verbal o gráfica, de fuentes públicas o privadas.
Después de la inspección preliminar se realizará una inspección visual, con
levantamiento de los daños encontrados, mediante fichas de inspección y
registro fotográfico.
4.1.1 Inspección preliminar y datos previos
Datos particularmente interesantes pueden ser:
Incidencias sobre la vida útil del edificio, como intervenciones o
reparaciones de cualquier tipo, cambios de uso, entre otros.
Presencia de catástrofes (sismos, incendios, entre otros), entre otros.
memoria y planos del proyecto original del edificio y autores del mismo
Empresa constructora.
192
Edad de la estructura.
Datos de clima, fenómenos climáticos y agresividad ambiental.
Otra información que se considere relevante.
Además, se debe realizar una descripción escrita del edificio, donde se
resuma los aspectos más importantes de la edificación, desde el punto de
vista constructivo, como son:
Composición del edificio.
Tipología de la estructura.
Edad de la estructura.
Materialidad de los distintos elementos constructivos.
Descripción gráfica, que debe incluir planos o esquemas de plantas y
elevaciones de la estructura, planta esquemática del funcionamiento
de la estructura con la disposición de los elementos resistentes
coincidentes con el estado actual del edificio.
Fotografías del exterior e interior de la estructura.
Otro aspecto importante de detallar son las condiciones medioambientales
del entorno en que está inmerso el edificio.
193
Todos estos datos básicos se pueden resumir en la siguiente tabla:
Aspectos Generales del Edificio
I. Identificación del edificio
Edificio
Dirección
Comuna
Región
Uso
Número de niveles sobre el terreno
Sótano
Año de Construcción
Tipo de estructura
II. Medio Ambiente
Atmosfera Rural, urbana, marina, industrial
Temperatura
Vientos
Tabla 10. Aspectos generales de un edificio
Estos datos se consiguen con una exhaustiva investigación, ya que a veces
la información debe ser recolectada de diferentes fuentes. También es
importante la información que nos pueden aportar los usuarios del edificio,
que nos pueden entregar datos característicos de las problemáticas a las que
se ve enfrentada la edificación.
194
4.1.2 Inspección visual
Esta inspección tiene por objetivo confeccionar un inventario de daños en los
elementos de Hormigón Armado, con el fin de localizar, identificar y evaluar
las lesiones. Esta observación recae sobre elementos tanto estructurales
como no estructurales, mientras presenten síntomas de patologías.
Además, de documentarse todos los daños encontrados, se realizará un
seguimiento de éstos, con el fin de comprobar la evolución, comportamiento
y procesos de las fallas. La regularidad de las inspecciones serán cada dos
semanas, donde se revisarán los daños antes registrados y se abrirán
registros nuevos en caso de la aparición de otros daños.
En esta etapa se debe procurar realizar las anotaciones lo más precisas
posibles, sin obviar ningún detalle como: área afectada, la longitud que cubre
el daño, tamaño de las fisuras, características principales, zonas humedas y
manifestaciones externas de daño.
Los equipos que se utilizarán en esta etapa son: tarjetas de comparación
(tarjeta con líneas de diferente grosor con su ancho especificado), para
estimar el ancho de las fisuras, huincha de medir, cámara fotográfica,
escalera, entre otros.
El registro fotográfico debe ayudar a identificar cada patología, de forma
clara y ordenada. Se recomienda no utilizar flash ya que la intensidad de luz
puede variar el efecto que se desea mostrar.
195
4.2 CARTILLAS DE REGISTRO DE PATOLOGIAS
Una vez efectuado todo el proceso de investigación documental el cual tiene
por objetivo fundamental recopilar toda la información posible relativa a la
edificación propiamente tal, se abordará la metodología explicada con
anterioridad con respecto a la inspección visual detallada, la cual será
registrada de forma ordenada, clara y especifica, a través del uso de cartillas
de registros, las cuales tendrán una labor fundamental con el fin de colaborar
a una eficiente y completa evaluación y posterior diagnóstico.
Las cartillas de registro de patologías consisten en tener una identificación de
las características precisas por las cuales se generan anomalías en las
estructuras de una edificación de hormigón. Estas características serán
obtenidas de manera visual y se transcribirán a este registro de forma
ordenada dependiendo del tipo de patología que sea. También se dejará
constancia en este registro cualquier tipo de observación que pueda ayudar y
complementar de mejor manera la patología inspeccionada.
Para una mejor y más completa inspección visual, a estas cartillas se le
adjuntaran fotografías digitales la cual desempeñarán un rol fundamental, ya
que a través de estas imágenes se distinguirá de forma visual la evolución de
la lesión o daño que la estructura de hormigón pudiera verse enfrentada.
Las cartillas de registro serán clasificadas según el tipo de patología que
existen y serán destinadas a utilizarse según las fallas y lesiones más
recurrentes que se identificaron en la ciudad de Punta Arenas, las cuales
tuvieron relación con patologías por fisuras, humedad y corrosión.
A continuación se describirán cada una de las cartillas de registro de
patología relacionadas a humedad, fisuras y corrosión de enfierraduras. Las
196
cuales serán detalladas de manera tal de tener claro todos los aspectos que
se encuentran en los apartados y efectuar el registro sin mayor complicación.
Se comienza por definir los apartados que son comunes para ambas
cartillas.
Para mayor comodidad, las cartillas de registro de patologías se dividieron en
tres secciones, la primera cubre los aspectos generales de la patología y es
común para todas las cartillas, la segunda sección considera la información
para el tipo de patología en particular, y la tercera sección se utilizará para
adjuntar el registro fotográfico. Esta tercera sección será similar para todas
las cartillas.
4.2.1 Descripción de cartillas de registro
a) Datos generales
En este apartado se establecerán los aspectos generales de la patología
detectada, los que básicamente se enfocaran en datos tales como: la
ubicación de la patología, el elemento en donde se encuentra, el medio
ambiente a la que se ve rodeada, entre otros (ver figura 4.1).
Figura 4.1. Datos generales de la patología
197
Con relación a la ubicación de la patología, se entiende como:
Elemento portante: es aquel elemento que está en la edificación para
soportar cargas adicionales a las de su propio peso y transmitirlas
hacia la fundación.
Elemento no portante: es aquel elemento que puede tener una función
estructural pero no necesariamente transmite cargas a la fundación.
b) Ubicación y registro fotográfico
En este apartado de la cartilla se establecerá la ubicación del elemento
constructivo el cual padezca de una lesión. Este registro se llevará a cabo
según el plano recopilado en la documentación y si no existiese, algún
croquis a mano alzada que pueda aclarar algún tipo de ubicación.
También en esta sección de la cartilla se presentará el registro fotográfico el
cual será de gran ayuda para clarificar dudas y ver el estado de la patología
en el transcurso del tiempo, a esta fotografía digital se le adjunta una
descripción en la cual se pondrán datos tales como fecha y hora de la toma
de fotográfica y una descripción que se pudiera efectuar a modo de
complemento del registro de datos anteriores.
c) Datos específicos de patologías a inspeccionar
A continuación se describirá la información a utilizar en las tres clases de
cartillas de registros de datos para las patologías más recurrentes de la
ciudad de Punta Arenas.
198
Datos específicos de la patología para humedades
Tipo de humedades
En el primer apartado de la cartilla interiorizándose con la patología
propiamente tal a inspeccionar, se deberá identificar el tipo de humedad a la
cual se ve enfrentada la edificación y/o el elemento teniendo presente los
siguientes criterios. (Ver figura 4.2)
Figura 4.2. Tipo de humedades
Esta clasificación de humedades se estipula con mayor detalle en el capítulo
II de este trabajo. Los asteriscos, hacen referencia a una sub clasificación de
la humedad por filtración y aquella que se localiza en obra, la cual se ve
reflejada en la siguiente figura 4.3.
199
Figura 4.3. Sub clasificación de las humedades por filtración y en obra.
Con relación a la sub clasificación por filtración, se entiende por:
Absorción: a aquella filtración que se produce por la penetración de
agua por capilaridad por medio de los poros del material.
Infiltración: a aquella filtración que se produce por la penetración del
agua por medio de grietas o fisuras.
Penetración: a aquella filtración que se produce por la penetración del
agua a través del deterioro accidental del material.
Grado de daños
A continuación se distinguirá el nivel de daño dependiendo de los siguientes
criterios que se encontraran en la cartilla como se ve reflejado a
continuación.
200
Figura 4.4. Grado de daño
Con relación al grado de daño, se entiende por:
Despreciable: Sin manchas
Bajo: Humedad esporádica
Moderado: permanentemente húmedo
Alto: presencia de hongos
Color de la humedad
Otro punto muy relevante a tener en consideración es la coloración de la
humedad, en este apartado se describirá el color que esta posea y a su vez
se dejara alguna observación si fuese necesario.
Figura 4.5. Color de la humedad
Dimensionamiento e intervenciones previas
Otro apartados importantes de la cartilla de evaluación será el
dimensionamiento y las posibles intervenciones previas que pueda poseer la
patología encontrada dependiendo de la información que entregada por los
administradores del edificio o los encargados de mantención.
201
Observaciones
En el último apartado de la cartilla se encontrará un punto llamado
observaciones, en el cual se dejará en claro cualquier detalle que
proporcione más exactitud a la inspección o se mencionen características
especiales de la patología que no fueron abarcadas en los puntos anteriores.
Datos específicos de la patología para fisuras.
Dirección de las fisuras
Para este ítem se debe identificar la dirección de la fisura, utilizando la
siguiente clasificación:
Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo
Se producen por esfuerzo de compresión. Son muy peligrosas,
especialmente en columnas porque "no avisan", ya que son producto de un
agotamiento de la capacidad de carga del material, y el colapso puede
producirse en cualquier momento.
Fisuras normales a la dirección del esfuerzo
Esta clase de fisuras indican que son de tracción.
Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga
En las secciones de máximos momentos flectores, se originan en esfuerzos
de flexión y se deben generalmente a armaduras insuficientes.
202
Fisuras horizontales o a 45º en vigas
Son debidas al esfuerzo de corte y se deben a secciones insuficientes de
hormigón en los apoyos, y/o secciones insuficientes de armaduras de
refuerzo en estribos y en hierros doblados en los apoyos.
Fisuras que rodean la pieza de hormigón
Con una tendencia a seguir líneas a 45º, son debidos a esfuerzos de torsión
y denotan armaduras de refuerzo insuficientes para contrarrestarlos.
En la cartilla de inspección de fisuras, las direcciones se encontraran al
comienzo del itemizado de registro de datos, como se ve reflejado en la
figura 4.6.
Figura 4.6. Dirección de la fisura.
Posición
Se debe registrar la posición de la fisura en el elemento, por ejemplo, en el
área superior, inferior, lado izquierdo o derecho.
203
Longitud
En lo posible se debe medir la longitud de la fisura, en algunas ocasiones no
se podrá realizar esta operación, como cuando se trata de nidos de fisuras,
en este caso basta con registrar en tamaño del área que ocupa el nido en el
siguiente ítem “dimensiones”.
Dimensiones
En este ítem se debe señalar las dimensiones del área abarcado por la
fisura, este dato se hace necesario en el caso en que el elemento presente
varias fisuras dispuestas en forma cercana una de otra.
Patrón de fisuración:
Se refiere a la cantidad de las fisuraciones sobre la superficie, pudiendo ser
localizada, media o amplia. Esta se visualizara en la cartilla de inspección
como en la figura 4.7.
Figura 4.7. Patrón de fisuración.
Ancho
Para medir anchos de fisuras se utilizan escalas preparadas al efecto como
la mostrada que se desliza de izquierda a derecha contra la fisura hasta
hacerla coincidir.
204
Figura 4.8. Escala para medir anchos de fisuras
Intervenciones previas
Esta clase de datos se obtendrá para toda clase de información por medio de
la información entregada por el administrador (a) de la edificación o el
personal de mantención.
Observaciones
En este apartado de la cartilla se colocaran antecedentes generales de la
realización de la inspección y a su vez cualquier clase de datos necesarios
que ayuden a complementar de mejor manera la inspección visual.
Datos específicos de la patología para corrosión de
armaduras.
Desprendimiento
Especificar si el desprendimiento es de forma puntual, cuando su alto y largo
sean similares, o longitudinal cuando el largo o el alto sean mayores al otro.
Figura 4.9. Desprendimiento
205
Tamaño
Se debe determinar el tamaño del área de hormigón desprendido, en
centímetros, precisándose el alto y largo del área desprendida.
Coloración
Descripción de la coloración o presencia de manchas, de forma breve.
Ancho del recubrimiento
Registrar el ancho del recubrimiento de hormigón que protege a la armadura,
en centímetros.
Reducción de la sección de acero.
En algunas ocasiones, según el grado de corrosión de las armaduras, se
reduce el área de las barras de acero. En este ítem se debe especificar si
existe perdida de la sección de acero y si es leve, moderado o si se perdió la
sección completa.
Descripción de la fisuración
Se debe realizar una descripción de la fisuración, registrando características
como: largo, ancho, entre otros.
206
4.3 FORMATO CARTILLAS DE REGISTRO
Datos generales:
Ubicación y registro fotográfico.
Ubicación y Registro fotográfico:
Descripción de la ubicación
Descripción:
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
Plano de identificación o Croquis a mano alzada a modo aclaratorio
Fotografía digital
207
Datos específicos de la patología a inspeccionar para humedades.
1 TIPO DE HUMEDADES
1.1 Humedad por filtración *
1.2 Humedad en obra **
1.3 Humedad por capilaridad
1.4 Humedad por condensación
1.5 Humedad por accidente
* * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento constructivo
Retenida en el interior de un elemento constructivo
Usada para elaborar un semiproducto
Necesaria para realizar cierto producto
Agua lluvia
* Filtración por: Absorción
Infiltración
Penetración
2 GRADO DE DAÑO
2.1 Despreciable
2.2 Bajo
2.3 Moderado
2.4 Alto
3 COLOR DE LA HUMEDAD
Descripción de la coloración:
4 DIMENSIONES
5 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
6 OBSERVACIONES
Ancho: Alto:
208
Datos específicos de la patología a inspeccionar para fisuras.
1 DIRECCION DE LAS FISURAS
1.4 Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo
1.5 Fisuras normales a la dirección del esfuerzo
1.6 Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga
1.4 Fisuras horizontales o a 45º en vigas
1.5 Fisuras que rodean la pieza de hormigón
2 POSICION DE LA FISURA CON RESPECTO AL ELEMENTO
3 LONGITUD
6 DIMENSIONES
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
8 OBSERVACIONES
5 PATRON DE FISURACION
5.1 Localizada
5.2 Media
5.3 Amplia
4 ANCHO
209
Datos específicos de la patología a inspeccionar para corrosión de
armaduras.
1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO
1.1 Desprendimiento puntual
1.2 Desprendimiento longitudinal
2 TAMAÑO
5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO
Si No
8 OBSERVACIONES
3 COLORACIÓN
6 DESCRIPCION FISURACION
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO
210
Tras analizar los diferentes tipos de patologías existentes, las cuales afectan
directamente a la estructura de Hormigón Armado en las edificaciones, se ha
estipulado la creación de estas tres cartillas explicadas con anterioridad en
este capítulo. Las patologías por humedad, las fisuras y la corrosión en las
armaduras son las patologías más comunes a las cuales se puede ver
enfrentado el Hormigón Armado. Se debe tener en claro que la totalidad de
las patologías existentes conducirán a estas tres clases de fallas o lesiones.
Estas tres clases de cartillas de inspección de patologías tendrán la misión
de registrar todo el proceso evolutivo de una falla o lesión con la finalidad de
establecer un análisis de la patología el cual facilitara y será de gran ayuda
para establecer un diagnostico final de la falla.
211
CAPITULO V
“APLICACIÓN DEL METODO DE INSPECCION
VISUAL DETALLADA
EN EL EDIFICIO MAGALLANES”
212
La metodología de inspección visual detallada tiene la finalidad de elaborar
un registro de todas las patologías existentes en una edificación de Hormigón
Armado. Antes de elaborar el registro propiamente tal, se deberá efectuar
una inspección preliminar que detallará las características del edificio, como
se describió en el capítulo anterior.
En este capítulo se llevará a cabo la aplicación de la metodología de
inspección visual aplicada en una edificación de estructura de Hormigón
Armado. La obra a intervenir será el edificio Magallanes, emplazado en
Bories 901, el cual se encuentra ubicado en la ciudad de Punta Arenas.
El método será aplicado a patologías existentes en la estructura de la
edificación ante mencionada, para posteriormente elaborar un análisis de la
evolución de las fallas, con la finalidad de entregar recomendaciones
basadas en los métodos de reparaciones y protecciones expuestos en esta
tesis.
5.1 INSPECCIÓN PRELIMINAR
Como se mencionó en el capítulo anterior, la metodología de evaluación
propone que se comience con una inspección preliminar, donde se
determinarán las condiciones iníciales de la edificación, en este caso las del
Edificio Magallanes.
En ésta inspección se reunió toda información relacionada con las etapas de
diseño y construcción del edificio, además de antecedentes de reparaciones
y/o remodelaciones.
213
Cabe mencionar que ésta información se recolectó de diferentes fuentes,
como son la Dirección de Arquitectura del Ministerio de Obras Publicas,
Dirección de Obras de Punta Arenas y el Comité Paritario del Edificio
Magallanes.
Por otro lado, como el objetivo esencial de la inspección preliminar es tomar
conocimiento de las patologías que posiblemente afecten la edificación, se
realizaron consultas con los usuarios del edificio, tomando en cuenta que
ellos más que nadie están al tanto de las patologías que la afectan. De estas
entrevistas se obtuvo gran cantidad de testimonios sobre ubicación y
comportamiento en el tiempo de algunos defectos, las que servirán como
información base en la evaluación posterior.
Una de las ventajas con que se requirió, fue que entre los usuarios del
edificio se encontraban profesionales del área de la construcción; como
arquitectos y constructores civiles; los que sin duda contemplaron las
patologías desde una visión profesional, aportando información muy útil de
éstas.
Terminada la inspección se recabó suficiente información sobre defectos y
patologías en la edificación como para dar pie a la segunda etapa en la
metodología de inspección: “la inspección visual detallada”.
Obtenidos los datos necesarios se prosiguió a su análisis, recopilándose
como sigue a continuación.
5.1.1 Antecedentes Generales
La construcción del Edificio Magallanes data del año 1971, en ese entonces
era llamado Edificio CORMAG (ver figura 5.1). Actualmente en el edificio se
214
desempeña el Servicio de Gobierno Regional de Magallanes y Antártica
Chilena, pero también da cabida a otras instituciones públicas, como son:
Servicio de Gobierno Interior, SERPLAC, SEREMI de Gobierno, UCR-
SUBDERE.
Figura 5.1. Elevación edificio Magallanes
Fuente. Propia
Está situado en el sector céntrico de la ciudad de Punta Arenas, emplazado
en calle Bories Nº901 con esquina José Menéndez, pareado al edificio de
Correos de Chile.
215
El edificio Magallanes consta de 10 pisos y un altillo, con un sistema
estructural de Hormigón Armado y planta libre, dando cabida a oficinas
donde funcionan los servicios antes mencionados.
Según el permiso de edificación Nº 98-1971 el edificio cuenta con una
superficie edificada de 2.370 m2. La superficie del terreno donde se emplaza
es de 1.350 m2, la que comparte con el actual edificio de Correos de Chile.
Esta edificación posee un subterráneo para uso de equipos. El primer piso
actúa como recepción, mientras que en los pisos del 2 al 10 y el altillo se
pueden encontrar oficinas y sala de reuniones
Cuenta con 2 ascensores que pueden desplazarse del piso 1 al piso 10,
mientras que la escalera se comunica desde el subterráneo hasta el 11º piso.
Ascensor y escaleras se encuentran reunidos en el lado oriente del edificio.
Posee una escalera de evacuación en el exterior del lado oriente, la cual se
construyó el año 2007. La escalera es de estructura metálica adosada al
muro, la cual puede usarse en casos de emergencia para la evacuación del
edificio por parte de los usuarios y público en general.
Se sabe que el edificio ha pasado por procesos de remodelación, como el
realizado en el octavo y noveno piso, en el año 1994, permiso de obra menor
Nº34-1994. Donde sólo se realizaron alteraciones en la distribución de las
oficinas, modificando los tabiques y algunas instalaciones de menor orden.
La última remodelación del edificio se realizó entre los meses de enero y
junio del año 2010, periodo en el cual se contemplaron remodelaciones en
casi todos los pisos. Esta faena, sin duda, fue de mayor envergadura que la
anterior, ya que se remodelaron los baños, instalaron piso flotante y cielo
216
americano, cambiaron las instalaciones eléctricas, y se pintaron los muros.
Esta remodelación se la adjudicó la empresa constructora JV construcciones.
Durante la vida del edificio, éste no ha contado con ninguna intervención de
conservación y mantención, dada la antigüedad del edificio y considerando
sus deficiencias en materia constructiva y funcional.
Las intervenciones antes mencionadas estaban enfocadas netamente a la
remodelación, sin llegar a solucionar los defectos de fondo, que con el
transcurrir del tiempo, lamentablemente vuelven a manifestarse en los
recintos remodelados, como se expondrá más adelante.
Tampoco se ha llevado a cabo algún estudio o investigación que evalué las
patologías que afectan la edificación, ignorándose por completo en qué
grado afectan los defectos en la funcionalidad de la estructura.
De aquí nace la necesidad de la realización de esta inspección, que tendrá
como objetivos determinar los orígenes de las patologías, determinar sus
características, y sugerir métodos de reparación.
5.1.2 Extracto de especificaciones técnicas del edificio Magallanes.
A continuación se presentarán las especificaciones relevantes a tener
presente en la elaboración de una inspección preliminar y debe basarse en la
estructura de Hormigón Armado y el acero estructural utilizado en la obra.
217
Información general.
- La ejecución de la obra comprende una superficie cubierta total para el
edificio Magallanes de 2370 m2.
- Los materiales a utilizar en la obra definitiva serán de primera calidad
dentro de lo que se establezca en las normas vigentes en esos años y
las indicaciones de fábrica.
Fundaciones.
- Las fundaciones que posean elementos de Hormigón Armado o parte
de ellos y si éstos tuviesen falta de resistencia tras lo verificado por la
inspección fiscal y de acuerdo con los ensayos de materiales; deberán
ser demolidos y reejecutados, sin culpa de esta dirección, siendo de
responsabilidad de la empresa constructora los riesgos, costos y
pérdidas que ocasionarán este hecho.
- El hormigón utilizado tendrá una resistencia de 225 Kg/cm2.
Acero de fundaciones.
- Los aceros de fundación se unirán mediante soldadura eléctrica
especificada o al oxigeno, según el caso y dependiendo de las
características, escuadrías, tipo de acero y uniones que señalen los
planos de estabilidad y detalles de arquitectura.
- La clase de acero a utilizar para las fundaciones será del tipo A56-35H
con dimensiones de 10mm, 12mm, 16mm, 18mm, 22mm y 26mm.
218
Hormigón Armado.
- Será de Hormigón Armado la estructura completa del edificio
Magallanes. Estos incluyen pilares, vigas, losas, cadenas, dinteles,
escaleras, muros armados, voladizos, entre otros.
- Se consulta el descimbre de los cementos de Hormigón Armado en un
plazo no menor a los 28 días.
- Si se llegase a ocupar algún cemento de origen extranjero, se deberá
adjuntar certificado de ensaye de dicho cemento ejecutado en Punta
Arenas.
- La creación misma de la mezcla y el llenado de moldes se llevará a la
práctica solamente previo al Vº Bº de la inspección fiscal.
- La elaboración de los hormigones se harán exclusivamente por
medios mecánicos y controlados, utilizando betoneras de 7 m3 como
mínimo y la consolidación de la mezcla se realizará a través de
vibradoras y con aditivo extra para descimbrar.
- La dosificación mínima será de 300 kg/cm3. Y la proporción exacta de
arena, ripio, chancado y agua deberán ser establecidas
oportunamente y a petición de la empresa constructora por el
laboratorio de ensaye de materiales de Punta arenas.
- Se adoptarán prevenciones para que la totalidad de pasadas de
canalizaciones, matrices, ductos, shafts sean ejecutados por medio de
embutido o se mantengan sin llenar para no perforar por ningún
motivo, los elementos estructurales.
219
- Existirán hormigones hidrofugados, los cuales serán especificados
explícitamente en los planos de estabilidad; su dosificación mínima se
consultará con un 15% de hidrofugado y prevenciones especiales para
su ejecución y colocación homogénea y completa en los paños a
impermeabilizar.
- La junta de dilatación que existirá entre el edificio Magallanes y el
actual Correos de Chile; entre cuerpos de edificación, se harán de 2”.
Se consultará colocación de manguera de caucho de 3” afianzadas
con ganchos metálicos anclados, para el sellado de las junturas. Dicha
pieza irá a 2” bajo el nivel de pavimentos y 2” sobre el nivel cielo
terminado.
- Los hormigones se realizaran de acuerdo con lo convenido en las
Normas Inditecnor, Normas oficiales de la Rep. De Chile en esos años
(Decto. Nº 1238 12/7/1957), particularmente se aplicarán las Normas
Inditecnor Nºs. 30-26; 30-27; 30-31; 30-34; 30-38; 30-60; 30-62; 30-63;
30-70; 30-83; 30-84; 30-92; 30-93; 31-113; 31-118; 31-119; 31-125.
- Los hormigones se entregarán lisos, aplomados, sin ninguna clase de
imperfección evidente, nivelados, con las pasadas y shafts abiertos y
los retapes ejecutados.
- La partida de Hormigón Armado incluye la ejecución de sobrelosa en
cada nivel, para la ejecución del relleno que den lugar la ubicación de
canalizaciones o redes de instalaciones.
- El hormigón utilizado tendrá una resistencia de 225 Kg/cm2.
220
Acero estructural.
- Los aceros estructurales, al igual que los de fundación se unirán
mediante soldadura eléctrica especificada o al oxígeno, según el caso
y dependiendo de la elaboración del acero estructural y su colocación
y anclaje en obra, estrictamente de acuerdo con las características,
escuadrías, tipo de acero y uniones que señalen los planos de
estabilidad y detalles de arquitectura.
- Se utilizará acero, del tipo que indican Normas Inditecnor, para cada
uso, como mínimo. De forma particular se deberá cumplir con
requisitos y exigencias de las Normas Inditecnor Nºs. 30-83; 30-84;
31- 104; 31- 105; 31- 110; 31- 113; 31- 118; 31- 119; 31- 124; 31- 126;
31- 127; 31- 128; 31- 150.
- La totalidad de las piezas de acero que al término de las faenas
quedarán a la vista se cubrirán con dos manos de antióxido tipo Vulco
Corroless o similares, color plomo.
- La clase de acero a utilizar será de dimensiones que comprendan los
6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 16mm, 18mm, 22mm y 26mm.
Radieres.
A nivel de subterráneo y al exterior, bajo plazoleta y para producir los
pavimentos de estos, se ejecutaran radieres de Hormigón Armado, de
espesor de 0,15m. con una dosificación de 170 Kg/c/m3.
221
5.2 ANALISIS DETALLADO DE PATOLOGIAS EXISTENTES EN EL
EDIFICIO MAGALLANES.
Tras los antecedentes recabados en la inspección preliminar del edificio
Magallanes, uno de los documentos recolectado de mayor interés para
comenzar a clarificar las reales condiciones a la que se ha visto envuelta la
estructura del edificio, tienen relación a un informe en el cual se efectúa un
proceso de mejoramiento del edificio a inspeccionar en el año 2007. Este
antecedente deja entrever las condiciones originales que poseía la
edificación antes de su intervención, a comienzos del año 2010.
Una de las patologías más perjudiciales dentro de esta documentación, tiene
relación con la presencia de humedad en el interior de la edificación. Estas
patologías se aprecian en el muro del piso once y en el sector posterior de la
escalera de acceso al piso once.
Figura 5.2. Patología de humedad en muro y escalera antes de intervención.
Fuente. Informe de proceso de mejoramiento del edificio Magallanes.
222
Figura 5.3. Patología de humedad en muro antes de intervención.
Fuente. Informe de proceso de mejoramiento del edificio Magallanes.
Figura 5.4. Patología de humedad en escalera antes de intervención.
Fuente. Informe de proceso de mejoramiento del edificio Magallanes.
223
Si bien, la existencia de las patologías de humedad fueron tratadas a
comienzos del año 2010, claramente la solución instaurada para esta clase
de humedad no fue la óptima, por el hecho de evidenciarse nuevamente esta
clase de patologías, tras el seguimiento efectuado en este periodo de
inspección.
Dentro de la información aportada por los usuarios del edificio, para
complementar la inspección preliminar, se cuenta con la siguiente imagen
(ver figura 5.5) la cual fue registrada a mediados del mes de febrero del año
2009,donde se visualizan las condiciones de deterioro de la estructura de
Hormigón Armado en el muro exterior del piso 6. En esta imagen se aprecia
el desprendimiento del revestimiento de hormigón a causa de la corrosión de
las armaduras. Esta falla se considerará dentro del análisis patológico del
edificio a través de la inspección visual detallada.
Figura 5.5. Registro de desprendimiento de hormigón en sexto piso
Fuente. Propia
224
La documentación de antecedentes recopilados, los cuales presentan las
condiciones a la que se ha visto envuelta la edificación, tienen la finalidad de
establecer ideas y criterios iníciales de cómo estas patologías afectaron con
anterioridad la edificación o en algunos casos sigue afectando.
A continuación, se analizarán las inspecciones realizadas al edificio
Magallanes por medio de cartillas de registros las cuales se encontrarán
adjuntadas en el anexo A. Este análisis consistirá básicamente en establecer
el estado actual de la patología, la(s) posible(s) causa(s) que genera(n) la
patología inspeccionada y proporcionar sugerencias de acciones a efectuar,
para una posible intervención en la estructura de la edificación.
Las patologías a analizar serán las siguientes:
- Humedad.
- Fisuraciones.
- Corrosión de armaduras.
225
5.2.1 Análisis de inspección, Patología Nº 1
La primera patología inspeccionada en forma detallada tiene relación a una
humedad por condensación (ver 2.1, capítulo II). Esta patología fue
detectada tras la inspección realizada, en primera instancia, en la azotea del
edificio. Esta clase de humedad como se detalló en la cartilla de inspección,
se encuentra localizada en un pilar exterior, desde el que desciende un flujo
de agua, el cual, proviene de una canaleta que posee la edificación como se
ve reflejada en la figura 5.6.
Figura 5.6. Canaleta para circulación de aguas lluvias.
Fuente. Fuente propia
226
Fundamentalmente estas clases de patologías se generan por una
concentración de humedad en un sector determinado de la edificación, por
causas de una deficiente ventilación y protección.
Esta patología, a simple vista, refleja problemas en la superficie del elemento
de hormigón, el cual tiene como principal agente agresivo la presencia de
hongos. Estos hongos claramente se encuentran en este pilar por causas
asociadas a una mínima circulación de aire. Cabe destacar que esta
humedad se encuentra ubicada en el sector oriente de la edificación, lugar en
el cual los vientos, característicos en la ciudad, no llegan directamente a esta
superficie y a su vez esta patología se encuentra en un sector de poca
luminosidad. El agua que circula por las canaletas en periodos de lluvia es el
principal agente que genera inconvenientes en este elemento constructivo.
Básicamente este problema genera manchas, las cuales visualmente son
muy desfavorables, viéndolas de un punto de vista estético.
Recomendaciones
En superficies que se encuentren contaminadas por hongos como es el caso
inspeccionado, en primer lugar se debe investigar e identificar cual es la
causa que lo produce, ya que se debe tener presente, la solución del
problema que la origina para posteriormente eliminar la patología.
En el caso de la patología identificada tras la inspección visual, lo primero
que se debe considerar, es la instalación de una bajada de agua proveniente
de la canaleta. Para poder elaborar todo este trabajo, en primer lugar, se
deberá proceder a erradicar la presencia de humedad y hongos para
posteriormente incorporar a la superficie algún agente de protección contra la
humedad siguiendo los pasos que se establecen en el punto 3.7.2 del
capítulo III.
227
Para proteger la superficie, una vez limpia ésta, se sugiere aplicar una pasta
de protección antihongos la cual existe en una variedad de tipo y calidad.
Finalizado todo el proceso de reparación, será fundamental efectuar un
correcto mantenimiento de la canaleta y la bajada de agua, cada cierto
tiempo, y percatarse que no vuelvan a acumularse humedad en la superficie
de hormigón tratada.
Observación
A esta primera patología, analizada, solamente se adjuntó a la cartilla de
inspección visual detallada de la primera visita efectuada el día 07 de octubre
del 2010, por el hecho de no presentar evolución alguna durante los periodos
de inspección.
5.2.2 Análisis de inspección, Patología Nº 2
La segunda patología inspeccionada en el edificio Magallanes tiene aparente
relación con un problema de filtración de humedad, por causas de
infiltraciones (ver 2.1, capítulo II). Esta patología se encuentra ubicada en un
muro oriente del onceavo piso, el cual se visualiza subiendo las escaleras (el
detalle de ubicación se encuentra descrito en la cartilla de inspección del
anexo A).
Esta humedad se localiza bajo las dos ventanas que posee este muro. La
primera presencia de humedad se detectó en la ventana que se encuentra
próxima a la escalera de emergencia. Esta posible infiltración, con el
transcurso de las inspecciones, no presentó evolución por lo cual no se
adjuntaron las cartillas de inspección. La presencia de humedad a analizar
228
por medio de la inspección que se llevó a cabo, tiene relación a la humedad
detectada bajo la segunda ventana, como se visualiza en la figura 5.7.
Figura 5.7. Identificación de humedades por causas de posible infiltración.
Fuente. Fuente propia.
Esta patología en su primera inspección presentó de forma notoria y evidente
la presencia de humedad entre y sobre el revestimiento del muro, el cual, no
genera peligro evidente en cuanto a la problemática de la humedad. Esta
patología evidenciada en el muro con el transcurso de las inspecciones
mostró un aumento en su área, acrecentándose la humedad de forma
paulatina.
La coloración que presentó esta humedad durante el periodo de inspección
fue la misma, ésta fue de color café claro, la cual claramente tiene relación
con un proceso de oxidación que pueda ocurrir en el interior del hormigón.
229
Tras la información recopilada por medio del administrador del edificio y el
encargado de mantención, se tiene presente que el muro ha sufrido de
problemas de humedad, por muchos años; se han efectuados reparaciones
tales como las hechas a comienzos del presente año en donde se trato de
descubrir la procedencia de la humedad, teniendo como hipótesis la
existencia de una red de cañerías, en el interior del hormigón del muro, la
cual tras efectuar una perforación se comprobó la no existencia de tal.
Finalmente se procedió a sellar la perforación con adhesivo a base de resina
epóxica entre el hormigón y el mortero.
Una vez realizada la inspección visual durante las cinco visitas, se dedujo
que la existencia de esta humedad tiene relación a posibles filtraciones de
agua proveniente de una canaleta que pasa por fuera del muro a 20 cm de la
parte inferior de los ventanales y esta agua se introduce entre las micro
fisuras existentes en el hormigón, el cual tiene más de 35 años.
A comienzos de este año también se efectuaron cambios de ventanales, los
cuales, al ser reemplazados dejaron entrever deficiencias en el hormigón por
causas de la humedad, según lo comentado por el personal de la empresa
constructora, que efectuó este trabajo.
Estas eventuales fisuraciones en el hormigón probablemente tienen relación
a algún procedimiento deficiente en el sistema constructivo utilizado en aquel
tiempo en que se construyó el edificio (construido el año 1971), del cual no
se tienen mayores antecedentes, ya que no se efectuaron registros de
inspección de calidad en esos años, según lo recopilado en los antecedentes
previos o a la sobrecarga del muro, en años posteriores a su creación.
A ciencia cierta no se tiene claro el paso de tuberías de agua potable que
puedan estar deterioradas, por el hecho de que no existen planos de
230
instalaciones de agua potable del edificio y a su vez, las instalaciones de
agua para los baños se encuentran localizadas en otro sector de la
edificación, lejano al muro inspeccionado.
Recomendaciones
Para muros que se encuentren con posibles problemas de fisuraciones como
es el caso de esta edificación, lo más recomendable es remover el
revestimiento y efectuar el tratamiento indicado en el punto 3.2 del capítulo
III. Este proceso se deberá hacer con personal especializado en el rubro de
las reparaciones.
Será de vital importancia efectuar todo tipo de ensayo que compruebe el
estado actual del elemento estructural y el grado de corrosión que puedan
tener las armaduras. Para ello se recomienda efectuar los ensayos
pertinentes, los cuales se encuentran descritos en el anexo B.
Dependiendo de los resultados que arrojen los ensayos, estos dictaminarán
la opción de reparar o demoler y crear un nuevo muro.
Una vez efectuada de manera correcta la reparación del muro, se procederá
a efectuar el tratamiento pertinente para erradicar la humedad y prevenir su
aparición. Para ello se recomienda seguir los pasos estipulados en el punto
3.7.2 del capítulo III.
231
5.2.3 Análisis de inspección, Patología Nº 3
La tercera patología inspeccionada en el edificio tiene relación con la
problemática generada por la humedad en el hormigón (ver 2.1, Capitulo II).
Esta patología se encuentra ubicada en la parte posterior de la escalera, la
cual se visualiza desde el décimo piso. La humedad que se encuentra en la
escalera proviene de la humedad que existe en el muro del onceavo piso, la
cual fue analizada con anterioridad. Esta humedad surge del muro y escurre
por los peldaños de la escalera y desciende por gravedad por los costados
de ésta, como se visualiza en las imágenes de la figura 5.8.
Figura 5.8. Problemática de la humedad en la escalera del décimo piso.
Fuente. Propia
232
Al efectuar la primera inspección visual, se detectó, la presencia de humedad
en la escalera. Esta patología al seguir siendo inspeccionada, no presentó
una evolución relevante durante estos dos meses de seguimiento, razón por
la cual, no se adjuntó su inspección correspondiente, contrario al caso del
muro con humedad, que sí se efectuó, pero se ha registrado, por el hecho de
ser una potencial patología a largo plazo, teniéndose presente la gran
cantidad de humedad existente en este lugar antes de efectuarse la última
intervención, de la cual se tienen registros y fueron señalados al inicio del
análisis.
Esta clase de humedad presentó una coloración café clara el cual se
mantuvo por todo el periodo de inspecciones. Esta clase de humedad es la
misma que proviene desde el muro del onceavo piso y no presenta cambio
alguno.
Se creyó que con el transcurso de las inspecciones, la patología podría
corresponder a un grado de daño bajo, por el hecho de no tener la presencia
del foco patológico en este mismo lugar. Tras todas las inspecciones se
concluyó que el grado del daño fue moderado por el hecho de existir
periódicamente el foco de humedad en este sector y no disminuyó como se
pensó que pudiese ocurrir tras la primera inspección.
Claramente dentro de estos dos meses de inspección no se notó un aumento
en el área que abarca la humedad, pero a largo plazo esto aumentará en
forma paulatina y afectará la superficie del hormigón de la escalera como se
ha evidenciado con anterioridad.
233
Recomendaciones
Para poder erradicar definitivamente esta patología detectada en la escalera
se deberá conocer la real problemática que existe con relación a la humedad
del muro del onceavo piso como primera acción de tratamiento. Una vez
finalizada esta reparación se procederá a reparar el daño ocasionado por la
presencia de humedad en la superficie del hormigón y el daño provocado en
el revestimiento.
Para poder efectuar una correcta reparación y protección, se sugiere seguir
las acciones descritas en el punto 3.7.1 y 3.7.2 del capítulo III y aplicar un
impermeabilizante de humedad adecuado para asegurar un correcto y
seguro trabajo.
5.2.4 Análisis de inspección Patología Nº 4
Se localizaron fisuras en las caras superiores de las losas, de idénticas
características, en los pisos 8 y 9. Éstas se encontraban cercanas a las
puertas de entradas de las oficinas, en el sector de las escaleras. Como se
puede apreciar en las imágenes (Ver figura 5.9), las fisuras se encuentran en
sectores en donde su paso por ellas es inevitable, dada su cercanía con la
puerta de acceso al sector de oficinas.
En ambas losas, las fisuras contaban con similares particularidades como:
patrón de fisuración, dirección, longitud y ancho. Durante las inspecciones
realizadas no se apreció aumento en el ancho de las fisuras, siendo
constante en su valor de 1,5mm. El largo de las fisuras tampoco presentó
cambios durante las observaciones.
234
Figura 5.9. Fisuras en losas 8 y 9 respectivamente.
Fuente. Propia
La distribución de las fisuras es aleatoria, con una distribución más o menos
rectangular, no sigue un patrón ni distribución de las armaduras. Las fisuras
se cortan entre sí con ángulos que tienden a ser rectos.
Para un mejor análisis de estas fisuras y considerando sus características
similares, se agruparon en el mismo registro.
La medición del ancho de las fisuras se realizó con una escala milimetrada,
la que al compararse con la fisura proporcionó el ancho antes mencionado.
No se tuvo acceso a la parte inferior de las losas ya que se encuentran
cubiertos con el cielo falso del piso inferior.
Tampoco se logró determinar la existencia de fisuras en las losas dentro del
área de oficinas, pues en éstas se instaló piso flotante, imposibilitando el
acceso a las losas.
235
Recomendaciones
Dado los datos obtenidos para las fisuras, se puede afirmar que se tratan de
fisuras muertas (o inactivas), es decir, se encuentran estables.
Son lesiones de carácter leve, no teniendo excesiva incidencia en el
comportamiento estructural, aunque pueden afectar a la durabilidad del
material.
Se hace imposible la determinación de la profundidad de las fisuras por
medio de una inspección visual. Siendo necesario para esta tarea el uso de
un equipo de ultrasonidos, con el cual se puede verificar la profundidad e
inclinación de las fisuras.
Ya que la fisuración se encuentra en estado inactivo, se recomienda
cualquiera de los siguientes métodos de reparación:
Perfilado y sellado (ver capítulo 3.2.2). Este método es de
procedimiento rápido y es usado en superficies horizontales, como es
el caso de losas.
Colocación de mortero como mezcla seca o Drypacking (ver capítulo
3.2.7). Se basa en el uso de mortero de bajo contenido de humedad,
además es de aplicación manual, lo que facilita su aplicación.
Sobrecapas y tratamientos superficiales (ver capítulo 3.2.8). Este
método sólo proporciona un cubrimiento de las fisuras, pero no su
reparación.
236
5.2.5 Análisis de inspección, Patología Nº 5
Corresponden a las fisuras de los elementos muros y vigas del primer piso,
en la recepción del edificio. Con una mayor propensión a localizarse en los
muros y vigas del eje 2, y en los muros del eje B. Corresponden a nidos de
fisuras, con fisuras de largo variable.
Las fisuras son de patrón amplio, cubren una gran área de los elementos
antes mencionados y no tienen un trazado uniforme, formando
ramificaciones. La longitud y el ancho de las fisuras son variables.
Como se puede notar en las fotografías (ver figura 5.10), estas fisuras sólo
se forman en las zonas superiores, donde se realiza la junta entre los muros
y las vigas.
Las fisuras de mayor ancho se localizan en el muro del eje 2, adyacentes al
ducto de ventilación (ver figura 5.10), donde se aprecia que las grietas son
perpendiculares al vano del ducto.
En ninguna de las fisuras se visualizan manchas de corrosión o
desprendimiento del recubrimiento de hormigón, por lo que se descarta la
existencia de corrosión en las armaduras de los elementos estructurales.
237
Figura 5.10. Fisuras en muros y vigas del primer piso.
Fuente. Propia
Recomendaciones
Para establecer la gravedad de la fisuración se hace precisa la realización de
ensayos que determinen las características de las grietas (ver anexo B,
Ensayos). Aunque se pueda asegurar, a través de la inspección, que las
fisuras se encuentran en estado inactivo, lo que no atenta en la seguridad y
funcionalidad del edificio.
Se estima que la fisuración es por origen mecánico, dada la posición de las
fisuras en el elemento estructural, además, podemos asegurar que las fisuras
se deben a esfuerzos de flexión. Se debe aclarar que este tipo de fisuras no
necesariamente significa el agotamiento del elemento o la disminución de la
capacidad portante de la pieza.
238
La fisuración ocurrida no es motivo de alarma, considerando que lo habitual
es que los elementos de hormigón se fisuren en estado de servicio.
Si bien la estructura no peligra al poseer este tipo de fisuras, se puede decir
que si perjudica la edificación desde el punto de vista estético.
Al igual que en las fisuras ocurridas en las losas de los pisos 8 y 9, al tratarse
de fisuras muertas, se recomienda su tratamiento con algunos de los
siguientes métodos de reparación:
Perfilado y sellado (ver capítulo 3.2.2). Este método es de
procedimiento rápido y es usado en superficies horizontales, como es
el caso de losas.
Colocación de mortero como mezcla seca o Drypacking (ver capítulo
3.2.7). Se basa en el uso de mortero de bajo contenido de humedad,
además es de aplicación manual, lo que facilita su aplicación.
Sobrecapas y tratamientos superficiales (ver capítulo 3.2.8). Este
método solo proporciona un cubrimiento de las fisuras, pero no su
reparación.
5.2.6 Análisis de inspección, Patología Nº 6
La fisura se localiza en la junta entre el Edificio Magallanes y el edificio de
Correos de Chile.
La fisuración ocurre en ambos lados del edificio (oriente y poniente), donde
existe la unión con el edificio de Correos de Chile. Tiene un trazado vertical,
239
alcanzando toda la unión entre los dos edificios, con espesores que en
algunos tramos alcanza 1cm. de espesor.
En las zonas de mayor espesor se puede apreciar desprendimiento de
hormigón.
Figura 5.11. Fisura en la junta entre Edificio Magallanes y Correos de Chile.
Fuente. Propia
Recomendaciones
Según las especificaciones técnicas de la edificación, la junta de dilatación
entre los dos edificios es de 2”, con la colocación de manguera de caucho de
3” para el sellado de ésta.
240
El movimiento del Edificio Magallanes ocasionado por el viento, o tal vez la
acción de asentamientos en el terreno, pudo haber provocado la separación
de la junta.
Si bien la separación de la junta no afecta la capacidad portante del edificio,
se recomienda una reparación del defecto, con un fin estético. Existen
múltiples métodos que pueden servir con este fin, se invita a la revisión del
capítulo 3.4. Reparaciones Superficiales.
5.2.7 Análisis de inspección, Patología Nº 7
La patología trata del desprendimiento de hormigón presente en el exterior
del muro poniente del piso 6, específicamente la oficina 6.3 según los planos
respectivos.
El defecto se localiza cercano al dintel de la ventana, pudiéndose apreciar
desde dentro de la oficina. La figura 5.11 muestra una vista de la patología
desde el exterior del edificio.
Como se ve en la figura 5.11, existe un alto grado de desprendimiento tanto
del revestimiento como del hormigón.
241
Figura 5.12. Vista exterior de la patología.
Fuente. Propia
Recomendaciones
En componentes estructurales que presenta un elevado contenido de
humedad, los primeros síntomas de corrosión se evidencian por medio de
manchas de óxido en la superficie del hormigón.
La corrosión del acero en el Hormigón Armado es uno de los daños más
graves que puede sufrir éste, pudiendo afectar la capacidad portante de los
elementos estructurales afectados. Esto debido fundamentalmente a la
disminución de sección transversal de las armaduras, la pérdida de
adherencia entre el acero y el hormigón y a la fisuración de éste.
242
Además, como es el caso de la patología estudiada, el progresivo deterioro
de las estructuras por corrosión puede provocar desprendimientos de
material que pueden comprometer la seguridad de personas.
Basta con explorar el exterior del edificio, en el muro poniente, para
encontrar restos del material de revestimiento, o incluso como manifestaron
algunos usuarios, pedazos de hormigón, seguramente desprendido desde el
sexto piso.
Para la obtención de mayores antecedentes que ayuden a determinar el
origen de la corrosión, se sugiere la aplicación de los siguientes ensayos:
Prueba de carbonatación, con el que se determinará la profundidad
del frente disminución de pH.
Prueba de contenido de cloruros, para determinar la cantidad de
cloruros solubles en el hormigón.
Velocidad de corrosión, la cual determina la velocidad de pérdida de
sección de acero.
Se propone la reparación por medios de morteros epóxicos, realizando una
reparación superficial (ver capítulo 3.1.2 Morteros y hormigones epoxi).
Tener en cuenta que se debe cuidar el hormigón una vez reparado utilizando
algún tipo de protección superficial.
243
El Edificio Magallanes es una edificación con más de 35 años de antigüedad,
si a esto sumamos la ausencia de programas de conservación y mantención
durante su vida, nos encontramos con un edificio que presenta una serie de
patologías en su estructura, aunque ninguna de carácter grave.
Durante la aplicación del método de inspección se vislumbraron diferentes
tipos de defectos que pueden atacar una estructura de Hormigón Armado,
como es en éste caso. Si bien en primera instancia se localizaron varios
deterioros, después solo algunos de ellos fueron destino de evaluación, no
con el ánimo de reducir la inspección, sino más bien responde al hecho de
que ciertas patologías se repetían en diferentes recintos, por lo que se
resolvió analizar los defectos más relevantes de todo el edificio.
Con la aplicación del método de inspección al edificio Magallanes se logró el
objetivo propuesto en un comienzo, confeccionar un registro de las
patologías que afectan el edificio, donde se establezcan el tipo,
características, observaciones y procesos de las fallas. Así, se establecieron
los orígenes de las enfermedades y se sugirieron las reparaciones y ensayos
pertinentes para lograr recuperar la funcionalidad de los elementos
defectuosos.
Después de la inspección realizada y basándose en la investigación
presentada, se hace evidente la urgencia de la realización de un programa
de conservación y mantención al Edificio Magallanes, donde se pueda
restaurar la estructura de las deficiencias que sufre.
244
CONCLUSIONES
Tras la elaboración del presente trabajo de titulación, podemos argumentar
que de los objetivos propuestos se concluye lo siguiente:
La investigación efectuada para llevar a cabo la realización de los primeros
objetivos de la tesis fue cumplida a cabalidad. Todo el material informativo
indagado con relación a las patologías existentes para las edificaciones de
Hormigón Armado y en especial las fallas y/o lesiones comunes en la ciudad
de Punta Arenas, cumplieron con el propósito de establecer los
conocimientos básicos y fundamentales de la problemática a tratar para la
confección de una metodología de evaluación.
Tras esta investigación, se dejó en claro que el Hormigón Armado puede
sufrir diversas clases de lesiones y/o fallas, las que provendrán del actuar del
medio ambiente o el de las personas involucradas en el proceso de diseño,
confección y mantención de este material.
Por medio de la indagación con profesionales del área de la construcción,
entre los que se destacan: Ingenieros Constructores, Constructores Civiles y
Arquitectos, se establecieron que las patologías más preponderantes en la
ciudad de Punta Arenas tienen relación a las humedades, hormigonado en
tiempo frío y el viento, siendo estas dos últimas problemáticas, son un
inconveniente en el proceso de confección de este material, no así, la
humedad que ataca la estructura ya en uso.
La ejecución del capítulo II estableció los parámetros iniciales para poder
llegar a establecer las características a tener presente en la confección y
aplicación de una metodología de registro de datos para posterior su análisis
y evaluación.
245
Los métodos de reparaciones y protecciones a la estructura de Hormigón
Armado investigados en el tercer capítulo de esta tesis cumplieron con su
finalidad, la cual era de establecer los conocimientos necesarios para poder
tener las herramientas precisas al momento de establecer una
recomendación a una patología analizada por medio del seguimiento hecho
a modo de aplicación de la metodología creada.
Las recomendaciones estipuladas en esta tesis, relacionada a métodos de
reparaciones y protecciones, establecieron diferentes tipos de formas para
solucionar la problemática ocasionada por una patología en el Hormigón
Armado, entre las que se destacaron reparaciones de grietas y fisuras y
corrosión de armaduras.
Para la confección de la metodología de evaluación se diseñó un método de
inspección de patologías de edificación, basado principalmente en el uso de
cartillas de registro. Las patologías incluidas en el estudio sólo
correspondieron a enfermedades que afectan al Hormigón Armado, por lo
que el alcance de este método fue limitado a edificaciones de este material,
sin importar la cantidad de pisos, destino de uso, o sistema estructural.
Las cartillas de registro de patologías se enfocaron en tres síntomas de
deterioros: humedades, fisuras y corrosión de armaduras, para que a través
de los datos obtenidos y el recuento fotográfico se logre determinar cuál fue
el origen del defecto, considerando que para un síntoma existen diversas
causas posibles. La elección de sólo tres síntomas obedece a la
determinación de que con estos síntomas se incluye una gran parte de las
patologías analizadas.
En algunos casos no se pudo establecer el origen de la falla a través de la
inspección visual detallada, siendo necesaria la realización de ensayos, por
246
lo que se dará la indicación correspondiente sobre que ensayo ejecutar dada
las manifestaciones y condiciones de los daños.
La metodología confeccionada en esta tesis se diseño para ser aplicada por
un profesional del área de la construcción, ya que éste cuenta con el criterio
y conocimiento para asegurar un correcto apunte de las cartillas,
identificación de la naturaleza de la falla y una apropiada propuesta de
reparación.
El diseño de las cartillas permitió una inspección simple y expedita,
facilitando la labor del evaluador, en el cual se utilizó un lenguaje sencillo,
claro y específico.
Se debe dejar en claro que la metodología propuesta, si bien está compuesta
de una etapa de inspección preliminar, donde se evalúan las condiciones de
la edificación de manera inicial y se recopila toda la información y
antecedentes del edificio, y otra etapa de inspección visual detallada, cuyo
principal objetivo es la obtención de un inventario de defectos para su
posterior análisis y diagnóstico, no es definitivo en la evaluación del
edificio, por no incluir el uso de ensayos y análisis estructural, los que serán
necesarios para lograr comprobar el estado estructural del edificio.
Aún así los resultados que entrega la metodología pueden ser utilizados en
una inspección que comprenda una evaluación estructural y ensayos,
tomando en cuenta el registro que se obtiene, el seguimiento en el tiempo de
los defectos y el recuento fotográfico. Aportando información relevante y
veraz de las patologías que afectan la estructura.
En cuanto a la aplicación de la metodología de inspección en el Edificio
Magallanes, se puede concluir lo siguiente:
247
De los síntomas estudiados en el edificio, se detectó evolución en dos de
ellos: la humedad presente en el muro oriente del piso 11, y la corrosión y
desprendimiento de hormigón en el muro exterior del piso 6. Como se puede
apreciar en el registro fotográfico, durante las primeras visitas la humedad
antes mencionada mostraba manchas despreciables que con el paso del
tiempo, ya en las últimas visitas, acusaban manchas de mayor tamaño y
levantamiento del revestimiento. En el caso de la corrosión del sexto piso,
cuando comenzaron las inspecciones, éste ya se encontraba en un estado
avanzado de desprendimiento y corrosión, la que aumentó a medida que
transcurría el tiempo. Registrándose un aumento en el área de revestimiento
desprendido. La corrosión de la armadura no presentó cambios en la
inspección visual, pero se recomienda la realización de los ensayos
pertinentes descritos en el Anexo B de la presente tesis, para determinar la
velocidad de corrosión.
Para los otros síntomas analizados (otras humedades, fisuras) no se detectó
progreso alguno en el tiempo. Las fisuras encontradas en la estructura no
mostraron modificación a través de las inspecciones, lo que revela su estado
inactivo, indicando que no son un riesgo para la capacidad portante de la
estructura.
El síntoma preponderante en el edificio es la humedad, presentándose en
casi todos los pisos, manifestándose en muros, cielos y ventanas,
principalmente en los sectores oriente y poniente.
Dado que en la edificación nunca se ha realizado un programa de
conservación y mantenimiento, muchos de los defectos estudiados tienen
varios años de manifestarse. Esto es lamentable si se piensa que muchos
de los defectos sólo requieren reparaciones menores, como el caso de las
248
humedades y sólo la corrosión que se localiza en el exterior del piso seis
necesitará una reparación de mayores características.
Con el método de inspección realizado se logró localizar y analizar los
síntomas más relevantes dentro de la edificación, los que podrán servir de
base a futuros estudios que contemplen la realización de los ensayos
faltantes, y así obtener una evaluación más profunda del estado del edificio.
Se establece que el edificio podría estar en mejores condiciones con un
adecuado mantenimiento, lográndose subsanar las fallas de lo afectan. Ya
que sólo se han realizado intervenciones de remodelación obviando las
patologías, y sin considerar que mientras más tiempo transcurra mayor será
el costo de las reparaciones considerando el progreso de algunos síntomas.
Como comentario final, podemos decir que el método de inspección creado
para identificar y registrar defectos en el Hormigón Armado para una
edificación, contribuirá positivamente a la mantención y reparación de
edificios, ya que determina las bases de futuros estudios complementarios
los cuales serán determinantes en la apreciación del estado final de la
edificación.
249
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250
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generales.
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NCh1565 Of 1979 Hormigón- Determinación del índice esclerométrico.
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corrosión de refuerzos en estructuras de hormigón. Mar del Plata –
Argentina: División Corrosión, INTEMA Facultad de Ingeniería,
Universidad Nacional de Mar del Plata.
252
ANEXOS
253
ANEXO A
“CARTILLAS DE REGISTRO DE
INSPECCIÓN DE PATOLOGIAS”
254
A continuación se presentaran las cartillas de registro obtenidas de la
inspección de patologías al edificio Magallanes. Estas se identificaran de la
siguiente manera:
H1: Humedad por condensación.
H2: Humedad por infiltración en muro.
H3: Humedad en escalera.
F1: Fisuración en losas.
F2: Fisuración en muros y vigas.
F3: Fisuración en junta de hormigonado.
C1: Corrosión en armaduras.
Estas nomenclaturas identificaran el tipo de patología en las cartillas de
aspectos generales de la patología, al comienzo de esta.
Las cartillas del tipo H2 y C1, poseen el registro de las cinco inspecciones
realizadas en el edificio, por el hecho de presentar una evolución durante su
inspección.
Las cartillas del tipo H1, H3, F1, F2 y F3 poseen el registro de tan solo una inspección, por el hecho de no existir evolución durante su inspección.
255
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 1 TIPO: H1
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL 2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros
Fecha: 07/10/2010
1 UBICACION
Planta de arquitectura piso 11 Elevación oriente
Detalle en corte (sin escala) Detalle en corte (sin escala)
Descripción: fotografías registradas a las 10:55
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La patología a inspeccionar se encuentra localizada en la terraza de la edificación, a la cual se tiene acceso desde la oficina 11.1, encontrándose este, al finalizar el recorrido de la azotea.
256
1 TIPO DE HUMEDADES
1.7 Humedad por filtración *
1.8 Humedad en obra **
1.9 Humedad por capilaridad
1.4 Humedad por condensación
1.5 Humedad por accidente
* * Por medio de agua:
Retenida o adherida en el exterior de un elemento
Retenida en el interior de un elemento
Usada para elaborar un semiproducto
Necesaria para realizar cierto producto
Agua lluvia
* Filtración por: Absorción
Infiltración
Penetración
2 GRADO DE DAÑO
2.1 Despreciable
2.2 Bajo
2.3 Moderado
2.4 Alto
3 COLOR DE LA HUMEDAD
Descripción de la coloración:
Predomina el color verde oscuro,
entre manchas verdes claras y
otras grises, las cuales se
visualiza de forma discontinua.
4 DIMENSIONES
5 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
6 OBSERVACIONES
En esta primera inspección se observo que la patología se encontraba con coloraciones que claramente presenta la presencia de hongos a simple vista.
Ancho: 20 cm. Alto: 90 cm.
257
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 1 TIPO: H2
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Concentración de humedad
Fecha: 07/10/2010
1 UBICACION
Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografía registrada a las 11:07
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1’ y 2’.
258
1 TIPO DE HUMEDADES
1.10 Humedad por filtración *
1.11 Humedad en obra **
1.12 Humedad por capilaridad
1.4 Humedad por condensación
1.5 Humedad por accidente
* * Por medio de agua:
Retenida o adherida en el exterior de un elemento
Retenida en el interior de un elemento
Usada para elaborar un semiproducto
Necesaria para realizar cierto producto
Agua lluvia
* Filtración por: Absorción
Infiltración
Penetración
2 GRADO DE DAÑO
2.1 Despreciable
2.2 Bajo
2.3 Moderado
2.4 Alto
3 COLOR DE LA HUMEDAD
Descripción de la coloración:
La poca humedad que se logra
ver es de color café claro. El
resto de la humedad se ubica
entre el revestimiento.
4 DIMENSIONES
5 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
6 OBSERVACIONES
En esta primera inspección se nota levemente un área con humedad la cual escurre por sobre el revestimiento de martelina, a su vez existe la presencia de una caída de agua pequeña la cual se logra apreciar en el lado izquierdo de la fotografía.
Ancho: 80 cm Alto: 60 cm
259
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 2 TIPO: H2
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Concentración de humedad
Fecha: 21/10/2010
1 UBICACION
Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografía registrada a las 11:15
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1’ y 2’.
260
1 TIPO DE HUMEDADES
1.13 Humedad por filtración *
1.14 Humedad en obra **
1.15 Humedad por capilaridad
1.4 Humedad por condensación
1.5 Humedad por accidente
* * Por medio de agua:
Retenida o adherida en el exterior de un elemento
Retenida en el interior de un elemento
Usada para elaborar un semiproducto
Necesaria para realizar cierto producto
Agua lluvia
* Filtración por: Absorción
Infiltración
Penetración
2 GRADO DE DAÑO
2.1 Despreciable
2.2 Bajo
2.3 Moderado
2.4 Alto
3 COLOR DE LA HUMEDAD
Descripción de la coloración:
Humedad leve, de color café
clara en partes del revest. en
donde logra escurrir pequeños
cursos de agua.
4 DIMENSIONES
5 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
6 OBSERVACIONES
En esta segunda inspección se logra apreciar un pequeño aumento del área que abarca la humedad. El nivel de deterioro de la superficie del muro por causa de la humedad es leve y prácticamente posee las mismas características de la primera inspección.
Ancho: 95 cm Alto: 65 cm
261
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 3 TIPO: H2
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Concentración de humedad
Fecha: 04/11/2010
1 UBICACION
Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografía registrada a las 10:36
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1’ y 2’.
262
1 TIPO DE HUMEDADES
1.16 Humedad por filtración *
1.17 Humedad en obra **
1.18 Humedad por capilaridad
1.4 Humedad por condensación
1.5 Humedad por accidente
* * Por medio de agua:
Retenida o adherida en el exterior de un elemento
Retenida en el interior de un elemento
Usada para elaborar un semiproducto
Necesaria para realizar cierto producto
Agua lluvia
* Filtración por: Absorción
Infiltración
Penetración
2 GRADO DE DAÑO
2.1 Despreciable
2.2 Bajo
2.3 Moderado
2.4 Alto
3 COLOR DE LA HUMEDAD
Descripción de la coloración:
Humedad leve, de color café
clara en partes del revestimiento
en donde logra escurrir
pequeños cursos de agua.
4 DIMENSIONES
5 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
6 OBSERVACIONES
En esta tercera inspección existe un aumento en el área donde se abarca la humedad. Se logra apreciar un leve aumento en el deterioro del revestimiento dejando en clara evidencia un aumento de la humedad.
Ancho: 120 cm Alto: 65 cm
263
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 4 TIPO: H2
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Concentración de humedad
Fecha: 18/11/2010
1 UBICACION
Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografía registrada a las 10:53
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1’ y 2’.
264
1 TIPO DE HUMEDADES
1.19 Humedad por filtración *
1.20 Humedad en obra **
1.21 Humedad por capilaridad
1.4 Humedad por condensación
1.5 Humedad por accidente
* * Por medio de agua:
Retenida o adherida en el exterior de un elemento
Retenida en el interior de un elemento
Usada para elaborar un semiproducto
Necesaria para realizar cierto producto
Agua lluvia
* Filtración por: Absorción
Infiltración
Penetración
2 GRADO DE DAÑO
2.1 Despreciable
2.2 Bajo
2.3 Moderado
2.4 Alto
3 COLOR DE LA HUMEDAD
Descripción de la coloración:
Humedad color café claro en
partes del revestimiento en
donde logra escurrir pequeños
cursos de agua.
4 DIMENSIONES
5 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
6 OBSERVACIONES
En esta cuarta inspección se ve reflejado un aumento en área que abarca la humedad. Existe un leve aumento de caída de agua y las que ya se encontraban, aumentaron su distancia de recorrido.la humedad a aumentado el deterioro de forma leve en el revestimiento con relación a la inspección anterior.
Ancho: 135 cm Alto: 70 cm
265
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 5 TIPO: H2
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Concentración de humedad
Fecha: 02/12/2010
1 UBICACION
Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografía registrada a las 11:02
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1’ y 2’.
266
1 TIPO DE HUMEDADES
1.22 Humedad por filtración *
1.23 Humedad en obra **
1.24 Humedad por capilaridad
1.4 Humedad por condensación
1.5 Humedad por accidente
* * Por medio de agua:
Retenida o adherida en el exterior de un elemento
Retenida en el interior de un elemento
Usada para elaborar un semiproducto
Necesaria para realizar cierto producto
Agua lluvia
* Filtración por: Absorción
Infiltración
Penetración
2 GRADO DE DAÑO
2.1 Despreciable
2.2 Bajo
2.3 Moderado
2.4 Alto
3 COLOR DE LA HUMEDAD
Descripción de la coloración:
Humedad color café claro en
partes del revestimiento en
donde logra escurrir pequeños
cursos de agua.
4 DIMENSIONES
5 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
6 OBSERVACIONES
En esta quinta inspección se ha notado un aumento en el deterioro del revestimiento con relación a inspecciones anteriores. La humedad claramente va en expansión ya que ha aumentado su área se notan las marcas que han quedado de cursos pequeños de agua.
Ancho: 138 cm Alto: 72 cm
267
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 1 TIPO: H3
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
Escalera
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Concentración de humedad
Fecha: 07/10/2010
1 UBICACION
Descripción: Fotografías registrada a las 11:16
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 10 de la edificación, en la sector posterior de la escalera.
Plano arquitectura piso 10 Detalle en corte (sin escala)
268
1 TIPO DE HUMEDADES
1.25 Humedad por filtración *
1.26 Humedad en obra **
1.27 Humedad por capilaridad
1.4 Humedad por condensación
1.5 Humedad por accidente
* * Por medio de agua:
Retenida o adherida en el exterior de un elemento
Retenida en el interior de un elemento
Usada para elaborar un semiproducto
Necesaria para realizar cierto producto
Agua lluvia
* Filtración por: Absorción
Infiltración
Penetración
2 GRADO DE DAÑO
2.1 Despreciable
2.2 Bajo
2.3 Moderado
2.4 Alto
3 COLOR DE LA HUMEDAD
Descripción de la coloración:
La escasa humedad que se
logra ver es de color café claro.
4 DIMENSIONES
5 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
6 OBSERVACIONES
En esta primera inspección se visualiza una mancha de humedad en la escalera, proveniente del muro del piso 11. Esta humedad produce que la pintura se infle en la parte superior de la fotografía, el agua que escurre por la escalera posee la misma coloración que la de su origen, no presenta cambios.
Ancho: 12 cm Alto: 90 cm
269
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 1 TIPO: F1
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL 2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Temperatura templada
1 UBICACION
Plano arquitectura piso 8
Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografías registrada a las 11:21
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La fisuración se encuentra en la losas
del piso 8 y 9, entre los ejes A-B, frente
a la puerta de entrada de las oficinas.
Fecha: 07/10/2010
270
1 DIRECCION DE LAS FISURAS
1.28 Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo
1.29 Fisuras normales a la dirección del esfuerzo
1.30 Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga
1.4 Fisuras horizontales o a 45º en vigas
1.5 Fisuras que rodean la pieza de hormigón
1.6 Otro Distribución aleatoria
2 POSICION DE LA FISURA CON RESPECTO AL ELEMENTO Las fisuras se encuentran en la parte superior de la losa.
3 LONGITUD
Variable
6 DIMENSIONES
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
8 OBSERVACIONES
No se observan cambios en dimenciones, menos en ancho, se presume como fisura muerta.
5 PATRON DE FISURACION
5.1 Localizada
5.2 Media
5.3 Amplia
4 ANCHO
1,5 mm
271
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 1 TIPO: F2
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Temperatura templada
1 UBICACION
Plano arquitectura piso 1
Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografías registrada a las 11:38
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
Fisuración en muro y vigas del
primer piso, en eje 2, y eje B.
Fecha: 07/10/2010
272
1 DIRECCION DE LAS FISURAS
1.31 Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo
1.32 Fisuras normales a la dirección del esfuerzo
1.33 Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga
1.4 Fisuras horizontales o a 45º en vigas
1.5 Fisuras que rodean la pieza de hormigón
2 POSICION DE LA FISURA CON RESPECTO AL ELEMENTO Las fisuras se agrupan en la parte superior de los muros, cercana
a la junta con las vigas.
3 LONGITUD
Variable
6 DIMENSIONES
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
8 OBSERVACIONES
Las fisuras analizadas no presentaron evoluciones durante el periodo de inspección.
5 PATRON DE FISURACION
5.1 Localizada
5.2 Media
5.3 Amplia
4 ANCHO
Entre 0,05 y 1mm
273
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 1 TIPO: F3
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Ambiente exterior
1 UBICACION
Elevación oriente
Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografías registrada a las 11:50
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
La fisura se localiza en la junta con el
Edificio de Correos de Chile. Se produce
en ambas juntas, oriente y poniente del
edificio.
Fecha: 07/10/2010
274
1 DIRECCION DE LAS FISURAS
1.34 Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo
1.35 Fisuras normales a la dirección del esfuerzo
1.36 Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga
1.4 Fisuras horizontales o a 45º en vigas
1.5 Fisuras que rodean la pieza de hormigón
2 POSICION DE LA FISURA CON RESPECTO AL ELEMENTO La fisura se produce en toda la junta entre las edificaciones.
3 LONGITUD
Toda la altura de la junta.
6 DIMENSIONES
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
8 OBSERVACIONES
La fisura de la junta no presentó cambios durante la inspección visual.
5 PATRON DE FISURACION
5.1 Localizada
5.2 Media
5.3 Amplia
4 ANCHO
Hasta 10 mm.
275
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 1 TIPO: C1
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Ambiente Exterior
Fecha: 07/10/2010
1 UBICACION
Plano arquitectura piso 6
Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografías registrada a las 11:29
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
El desprendimiento ocurre en el exterior del
muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del
vano de la ventana.
276
Aprox. 1,5 cm
1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO
1.3 Desprendimiento puntual
1.4 Desprendimiento longitudinal
2 TAMAÑO
35x10 cm.
5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO
Se aprecia una leve disminución de la sección del acero.
Si No
8 OBSERVACIONES
El desprendimiento es tal que se logra distinguir la distribución de las armaduras, apreciándose la armadura principal y los estribos.
3 COLORACIÓN
Se observa la coloración
propia del hormigón.
6 DESCRIPCION FISURACION
No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos.
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO
277
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 2 TIPO: C1
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Ambiente Exterior
Fecha: 21/10/2010
1 UBICACION
Plano arquitectura piso 6
Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografías registrada a las 11:42
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
El desprendimiento ocurre en el exterior del
muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del
vano de la ventana.
278
Aprox. 1,5 cm
1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO
1.5 Desprendimiento puntual
1.6 Desprendimiento longitudinal
2 TAMAÑO
35x10 cm.
5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO
Se aprecia una leve disminución de la sección del acero.
Si No
8 OBSERVACIONES
No se advierte cambios en las dimensiones del desprendimiento, no así con la coloración donde se observa manchas de corrosión.
3 COLORACIÓN
El hormigón presenta
manchas de corrosión
del acero.
6 DESCRIPCION FISURACION
No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos.
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO
279
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 3 TIPO: C1
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Ambiente Exterior
Fecha: 04/11/2010
1 UBICACION
Plano arquitectura piso 6
Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografías registrada a las 11:12
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
El desprendimiento ocurre en el exterior del
muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del
vano de la ventana.
280
Aprox. 1,5 cm
1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO
1.7 Desprendimiento puntual
1.8 Desprendimiento longitudinal
2 TAMAÑO
40x10 cm.
5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO
Se aprecia una leve disminución de la sección del acero.
Si No
8 OBSERVACIONES
Se observa un mayor desprendimiento por parte del revestimiento del edificio, en el sector del desprendimiento.
3 COLORACIÓN
El hormigón presenta
manchas de corrosión
del acero.
6 DESCRIPCION FISURACION
No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos.
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO
281
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 4 TIPO: C1
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Ambiente Exterior
Fecha: 18/11/2010
1 UBICACION
Plano arquitectura piso 6
Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografías registrada a las 11:28
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
El desprendimiento ocurre en el exterior del
muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del
vano de la ventana.
282
Aprox. 1,5 cm
1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO
1.9 Desprendimiento puntual
1.10 Desprendimiento longitudinal
2 TAMAÑO
40x15 cm.
5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO
Se aprecia una leve disminución de la sección del acero.
Si No
8 OBSERVACIONES
Se determina según medición que el desprendimiento ha aumentado de área.
3 COLORACIÓN
No presenta cambios en la coloración con respecto a la inspección
anterior.
6 DESCRIPCION FISURACION
No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos.
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO
283
ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N° 5 TIPO: C1
Elemento portante
Elemento no portante
Interior
Exterior
Otro
2 ELEMENTO
Muro
Viga
Pilar
Losa
Otro
3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL
3.1 Humedad ambiental elevada
3.2 Alta temperatura interior
3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras
3.4 Zona con concentración de calor
3.5 Otros Ambiente Exterior
Fecha: 02/12/2010
1 UBICACION
Plano arquitectura piso 6
Detalle en corte (sin escala)
Descripción: Fotografías registrada a las 11:40
1 UBICACIÓN
2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA
El desprendimiento ocurre en el exterior del
muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del
vano de la ventana.
284
Aprox. 1,5 cm
1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO
1.11 Desprendimiento puntual
1.12 Desprendimiento longitudinal
2 TAMAÑO
40x15 cm.
5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO
Se aprecia una leve disminución de la sección del acero.
Si No
8 OBSERVACIONES
Aumento progresivo del área de desprendimiento, comparado con
inspecciones anteriores.
3 COLORACIÓN
El hormigón adyacente al desprendimiento presenta manchas de corrosión del acero.
6 DESCRIPCION FISURACION
No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos.
7 INTERVENCIONES PREVIAS
Si No
4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO
285
ANEXO B
“ENSAYOS”
286
En este anexo se presentarán los ensayos que usualmente se utilizan en el
estudio de patologías de edificaciones, los que se pueden realizar para
profundizar la evaluación.
B.1. TIPO DE CEMENTO
El tipo de cemento, se obtiene realizando dos ensayos: Ensayo de Sulfatos
y Ensayo de Oxina.
Básicamente estos ensayos tienen la finalidad de determinar si el cemento
utilizado es aluminoso o no. El cemento aluminoso es un cemento resistente
a los sulfatos, con otras propiedades importantes como son: endurecimientos
rápidos, altas resistencias mecánicas iniciales y resistencia al calor.
La presencia de cemento aluminoso en la composición, supone un riesgo
adicional demostrado, toda vez que se acelera el proceso de carbonatación
del hormigón y se disminuyen los tiempos de despasivación de las
armaduras. Por consiguiente puede alcanzarse la corrosión de las mismas
con mayor rapidez.
a. Si la prueba de Sulfatos precipita y la de Oxina no.
Es cemento Portland, puede considerarse un resultado fiable.
b. Si la prueba de Sulfatos no precipita y la de Oxina sí.
Es cemento Aluminoso, puede considerarse un resultado fiable.
c. Si falta precipitado en ambos casos.
Es claro indicador de que la metodología no ha sido aplicada correctamente.
Es necesario repetir la prueba.
287
d. Si en ambas pruebas se produce precipitado.
Se consideran tres razones básicas que pueden conducir a esta situación de
duda.
La muestra analizada contiene una mezcla de cemento Portland y
Aluminoso.
La muestra analizada está contaminada con sulfatos. Esta
contaminación puede producirse por restos de yeso, agua sulfatada
y/o áridos sulfatados; conduciendo a la precipitación (cemento no
aluminoso) erróneamente, lo que podría indicar por lo tanto, que el
cemento pudiese ser aluminoso.
Si el hormigón se halla fuertemente carbonatado, puede dar lugar a un
precipitado en la prueba de la oxina (cemento aluminoso)
erróneamente, lo que podría indicar que el cemento no es aluminoso.
B.2. DETECCIÓN DE ARMADURAS EN HORMIGÓN ARMADO
La auscultación es un proceso en el cual se detecta la profundidad,
espaciamiento y dimensión de las barras de acero embebidas en el
Hormigón. Este proceso es realizado por un escáner de alta tecnología
comúnmente llamado "Pacómetro".
El pacómetro realiza una detección magnética de armaduras, aplicado a la
superficie del hormigón permite localizar la presencia y el trazado de las
armaduras hasta profundidades del orden de los 10 cm, basado en la
medición de variaciones en campos magnéticos. Además, permite estimar el
espesor del recubrimiento de hormigón.
288
La localización orientación y grosor de recubrimiento de las barras de acero
de un elemento se hace esencial en el proceso de reparación y
mantenimiento de una estructura, ya que esto ayudará a determinar las
posibilidades de corrosión.
Figura B.1. Pacómetro.
Fuente: ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras
en Estructuras de Hormigón.
B.3 ENSAYO DE CARBONATACION POR MEDICION DE FENOFTALEINA
La carbonatación es un proceso progresivo que avanza desde la superficie
expuesta del hormigón hacia el interior, a una velocidad que es tanto menor
cuanto mejor sea la calidad del hormigón de recubrimiento.
289
La fenolftaleina es un indicador colorimétrico del ph, el cual varía de un color
fucsia a incoloro, dependiendo del elemento sobre el cual se aplica. Es una
molécula orgánica que posee dos estructuras diferentes, las cuales se
presentan dependiendo del ph alcalino sobre 9 y la otra un ph menos alcalino
bajo 9.
Algunas consideraciones:
Esta solución puede ser aplicada a probetas testigo o sobre el
elemento estructural “in situ”.
La superficie fracturada debe estar seca y limpia de partículas sueltas.
La solución debe emplearse mediante pulverización y esperar de 15 a
30 minutos para observar si se aprecia coloración.
Cuando no se aprecie coloración como resultado de la prueba, se
indicará que el frente de carbonatación ha llegado hasta el nivel de la
armadura (recubrimiento carbonatado).
Para conocer la profundidad del frente carbonatado, se debe seguir
profundizando hasta que se aprecie coloración. Si se supera el doble
del espesor de recubrimiento de la armadura y no se aprecia
coloración, no será necesario seguir profundizando, pues en este caso
es muy probable que el hormigón tenga un proceso de carbonatación
avanzado.
Para cada elemento o testigo debe medirse la profundidad de
carbonatación utilizando pie de metro y/o huincha de medir.
290
Interpretación de resultados
La Solución Indicadora puede tomar las siguientes coloraciones:
Hormigón no carbonatado: coloración rojo - purpura o fucsia.
Valores de pH > 12.5
Hormigón con indicios de carbonatación: coloración rosa
Valores de pH entre 9 y 12,5
Hormigón carbonatado: incolora
Valores de pH < 9
La manera más fácil de detectar la carbonatación en una estructura es
romper el hormigón (preferentemente cerca de un borde), o extraer un testigo
normalizado en donde se sospeche que hay carbonatación. Después de
soplar todo el polvo residual del espécimen o del substrato, se pulveriza una
solución del 1% de fenolftaleína en alcohol de 70º sobre el hormigón. Las
áreas carbonatadas del hormigón (ph menor a 9) no cambiarán de color,
mientras que las áreas con un ph mayor que 9 adquirirán un color fucsia
intenso. Este cambio de color es muy apreciable y muestra cuán
profundamente ha progresado el “frente” de carbonatación dentro del
hormigón. En la figura B.2 se observa un testigo de hormigón con un avance
del frente de carbonatación de más de 40mm.
Otro aspecto importante de este análisis es la zona con tono fucsia
gradualmente se decolora, al seguir avanzando la carbonatación, es por ésto
que se debe medir inmediatamente la muestra o guardarla en una bolsa o
recipiente hermético, libre del efecto de CO2.
291
El ensayo para medir la profundidad de carbonatación en una estructura de
hormigón se puede realizar de dos maneras, la primera es picando con un
cincel y luego rociar la zona picada con una solución de fenolftaleína
posteriormente se mide dentro del agujero la profundidad de carbonatación
(distancia desde el exterior hasta la zona que adquirió un color rojizo). La
otra forma propuesta es extraer testigos de al menos 2“de diámetro y luego
de haberles realizado el ensayo de hendimiento (para partir la probeta) se le
aplique la solución de fenolftaleina a la zona fracturada. De esta forma se
puede medir la profundidad de carbonatación la que corresponde a la
extensión de la zona incolora en el testigo.
Figura B.2. Variación de color de la fenolftaleína con el pH del hormigón.
Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras
en Estructuras de Hormigón.
292
B.4 CORROSIÓN INICIADA POR IONES CLORURO
La extracción de cloruros totales en el hormigón se realiza mediante la
solubilización de la muestra en medio ácido. El hormigón es un material
compuesto formado por piedras o áridos de determinados tamaños y por
pasta de cemento que une estos áridos. La pasta de cemento está
constituida principalmente por compuestos básicos hidratados como el
hidróxido cálcico y silicatos y aluminatos cálcicos que son solubles en ácidos.
Los áridos pueden ser de naturaleza caliza o silícea, siendo los primeros
solubles en ácidos mientras que los segundos no lo son totalmente. Así, la
extracción de cloruros totales se realiza mediante ataque ácido, lo que
permite disolver casi toda la muestra y estabilizar a los cloruros en disolución.
La determinación de cloruros libres se realiza mediante lixiviado de la
muestra sólida en agua (Chaussadent, 1999) o en una disolución alcalina
que simula al electrolito interno de los poros (Castellote, 2001). Según el
procedimiento utilizado, la muestra se halla en polvo o granulada.
Determinación del contenido de cloruros en el hormigón
El contenido de iones cloruro en el hormigón se determina mediante el
análisis químico de muestras de hormigón extraídas de la estructura. El
método de evaluación empleado es el recomendado en el procedimiento
ASTM 1152 para determinación de cloruros totales (solubles en ácido).
Nivel crítico de concentración de cloruro: La corrosión de la armadura se
inicia una vez que la concentración de cloruros alcanza un nivel crítico en la
superficie del acero. El valor de concentración de cloruro generalmente
adoptado es 0.4% (en peso) respecto al contenido de cemento en el
hormigón.
293
B.5. PISTOLA DE WINDSOR
El funcionamiento se basa en la medida de la resistencia a la penetración de
una sonda de acero endurecido. El aparato consiste en una pistola
accionada por pólvora, que transmite una cantidad determinada de energía a
la sonda provocando su penetración en el hormigón y se determina la
profundidad de la penetración mediante un micrómetro. Con este ensayo
podemos determinar zonas homogéneas y realizar estimaciones de la
resistencia a compresión pero hay que correlacionarlas con probetas testigo.
Figura B.3. Utilización de Pistola de Windsor.
Fuente:http://es.wikibooks.org/wiki/Patolog%C3%ADa_de_la_edificaci%C3%
B3n/Conceptos_generales/Definiciones/Instrumentos_y_Pruebas/Pistola_Wi
ndsor.
294
B.6. ENSAYO DE ULTRASONIDO
Entre las pruebas no destructivas se encuentra el uso del equipo ultrasónico.
Con esta prueba es posible determinar el grado de homogeneidad, entre
otras características. Esto se logra a través de mediciones de la velocidad
ultrasónica sobre el material que se va a probar.
Así el equipo hace posible conocer el hormigón en las siguientes cualidades:
homogeneidad, la presencia de fisuras, los huecos, los cambios en hormigón
debidos a diferentes causas como ataques del fuego y bioquímicos, así como
también la calidad del hormigón.
Existen varios tipos de equipos, pero en lo esencial poseen transductores
capaces de marcar el tiempo de propagación de una onda a través del
hormigón.
B.6.1. Equipo ultrasónico.
Utilización
Cuidadosamente se elige la muestra o el elemento que se va a ensayar y se
toman tres lecturas como mínimo, anotando el tiempo de propagación de la
onda en el hormigón y la distancia entre transductores o terminales; estas
distancias no deben exceder de 400 mm y se recomienda que sean lo más
constantes posibles para asegurarse de que las lecturas obtenidas sean
uniformes.
Una vez que la onda se transmite a través del hormigón, es captada por el
transductor receptor, el cual convierte la energía mecánica de la onda en
pulso electrónico. Después de recibido, se obtendrá el tiempo de
295
propagación de la onda en el hormigón que, junto con la distancia entre
transductores, nos ayudará a saber la velocidad de pulso. Esta velocidad se
compara con diferentes criterios existentes y es así como se conocerá el
estado del hormigón ensayado.
Se debe asegurar que los transductores tengan un buen acoplamiento sobre
la superficie del hormigón. Esto se logra colocando entre la superficie de
hormigón y los transductores vaselina.
En superficies muy rugosas se deberá efectuar un tratamiento previo. Al
colocar los transductores sobre la superficie del hormigón se debe:
Procurar no moverlos, ya que se puede generar ruido y
consecuentemente lecturas erróneas.
Mantener firmes los transductores hasta que la lectura sea definida.
Criterios para la Selección de Puntos de Ensayo.
Antes de aplicar la prueba, es necesario efectuar un reconocimiento visual de
los puntos que se van a ensayar, con el fin de determinar la rugosidad de la
superficie, la presencia de huecos y fisuras que afectarán nuestra prueba.
Es necesario quitar el acabado de la superficie (yeso, cemento, pintura, etc.)
con el fin de evitar resultados erróneos por la posible separación entre el
acabado y el elemento que se va ensayar.
Cuando la superficie es rugosa, es necesario pulirla con una piedra de pulir,
con el fin de evitar que los transductores obtengan una señal defectuosa.
296
En la figura B.4 se muestran las opciones para instalar los transductores en
la superficie de prueba de la probeta. La transmisión puede ser directa,
semidirecta o indirecta.
Figura B.4. Instalación los transductores en la superficie de prueba de la
probeta.
Fuente: Grupo de Hormigón. Universidad católica de Valparaíso,
Apunte ultrasonido
Mientras sea posible deberá utilizarse la transmisión directa, ya que
proporciona la máxima sensibilidad y provee una longitud de trayectoria bien
definida. Sin embargo, algunas veces tiene que examinarse el hormigón
mediante el uso de trayectorias diagonales y, en estos casos, la semidirecta
puede usarse tomando en cuenta que la distancia que se va a medir será en
diagonal, aplicando el teorema de Pitágoras.
297
La transmisión indirecta es la menos satisfactoria, ya que además de su
relativa insensibilidad, nos da medidas de la velocidad de pulso que
usualmente tienen la influencia de la capa de hormigón cercana a la
superficie, que no serán representativas del hormigón en estratos más
profundos.
Al emplear el pulso ultrasónico, el aspecto más importante que se debe
considerar es el número de elementos ensayados, ya que entre mayor sea la
muestra se tendrán más elementos de comparación para poder obtener un
juicio acerca de la calidad del hormigón, la selección de los puntos debe
hacerse en forma aleatoria.
Cuando hay una fisura en el hormigón, el pulso ultrasónico nos permitirá
determinar su profundidad e inclinación. Para obtener la profundidad, las
mediciones se harán colocando los transductores uno a cada lado de la
fisura a una distancia “x”, procurando que sean en la parte más gruesa de la
misma. A continuación se repetirá la lectura a doble distancia de la anterior.
Figura B.5. Medición profundidad de grietas.
Fuente: Grupo de Hormigón. Universidad católica de Valparaíso,
Apunte ultrasonido
298
Figura B.6. Medición de inclinación de grietas.
Fuente: Grupo de Hormigón. Universidad católica de Valparaíso,
Apunte ultrasonido
B.7. ENSAYO ESCLEROMETRICO (MARTILLO SCHMIDT).
Características
No determina resistencias mecánicas, sino otras propiedades
generalmente elásticas, las que mediante correlaciones con la
resistencia, permiten obtener una estimación cualitativa de la calidad
del hormigón.
Es un ensayo complementario o adicional, no sustituto de ensayos de
resistencias.
Su campo de aplicación es:
Comprobación de la uniformidad de la calidad del hormigón en
relación a una calidad promedio.
Comprobación de un hormigón con otro de referencia.
No sirve como valor de aceptación o rechazo del hormigón.
299
Determinación del índice esclerométrico
La norma NCh 1565 Of 79, establece el procedimiento para determinar el
índice esclerométrico del hormigón endurecido mediante el empleo de un
martillo de acero impulsado por resorte, cuyo rebote se registra en una
escala lineal incorporada al instrumento. El uso de este dispositivo no es
aplicable a la determinación de la resistencia del hormigón, por lo tanto no es
alternativo respecto de los ensayos que se usan normalmente con este
objeto como es el de compresión, flexotracción, entre otros.
El índice esclerométrico se aplica para evaluar la uniformidad del hormigón,
delimitar zonas de hormigón pobre o deteriorado dentro de una estructura,
determinar cambios en el tiempo de ciertas características del hormigón o
para supervisar en forma rápida grandes áreas de hormigones similares.
Procedimiento:
a. Selección del área de ensayo.
Los hormigones que se van a comparar deben ser del mismo tipo con un
espesor igual o mayor a 100 mm, tener aproximadamente la misma edad y
estado de humedad; la superficie debe ser de una textura similar evitando
nidos de piedra y zonas escamosas o muy ásperas.
b. Preparación de la superficie del ensayo
En el área seleccionada debe marcarse una superficie cuadrada de a lo
menos 200 mm por lado, la que en caso de ser áspera, blanda o con mortero
suelto, debe ser emparejada con piedra abrasiva. La superficie a ensayar
debe ser humedecida totalmente por 24 horas previas al ensayo.
300
c. Calibración
Además de la mantención periódica a la que debe ser sometido, el martillo
debe calibrarse antes de su empleo, accionándolo hacia abajo sobre un
yunque especial colocado sobre una base firme. El valor de rebote debe ser
entre 78 y 82.
d. Ensayo
Los ensayos comparativos deben efectuarse con un mismo martillo, el
que debe sujetarse firmemente en posición perpendicular a la
superficie de ensayo. La posición normal es la horizontal y en caso de
utilizarse en otras posiciones, las lecturas deben ser corregidas de
acuerdo a las indicaciones del fabricante.
En el caso de las losas éstas deben ser ensayadas por su cara
inferior.
El martillo se presiona gradualmente hasta que se dispara. Después
de cada disparo se examina el lugar del impacto y si se nota trituración
o daño superficial se descarta la medida. Si el punto de impacto se
nota sano se registra la lectura aproximándola a la menor división de
la escala y se repite la operación hasta completar 10 valores.
Cálculo e interpretación de resultados
Se saca el promedio de las 10 lecturas realizadas y se descartan
aquellas que difieren en más de 7 puntos con respecto a este valor. Si
las lecturas descartadas son 3 o más, el ensayo debe repetirse.
301
El índice esclerométrico es el promedio de las 8 o más lecturas que se
consideraron apropiadas.
Figura B.7. Ensayo esclerométrico.
Fuente: http://icc.ucv.cl/hormigon/1565.htm
B.8. PRUEBA DE ADHERENCIA
Para caracterizar el fenómeno de la adherencia se emplean curvas tensión
de adherencia local-deslizamiento, que se obtienen de ensayos normalizados
“pull-out o beam test”, que se refieren al desplazamiento relativo entre la
barra embebida y el hormigón que la rodea al aplicar una fuerza creciente en
el extremo. En éstas se pueden apreciar los diferentes mecanismos
resistentes que intervienen en el fenómeno de la adherencia: adhesión
química, rozamiento e interacción mecánica; dependiendo la importancia de
cada uno de ellos de las características superficiales de la armadura. A
continuación se analizarán cada uno de los ensayos mencionados.
302
a. Ensayos de adherencia tipo pull - out
El objeto de esta parte del programa experimental es determinar el efecto de
la relación recubrimiento/diámetro (c/Ø) en la capacidad de adherencia de
elementos estructurales. Este ensayo consiste en la extracción de una barra
de acero embebida en hormigón y medir la fuerza necesaria que se aplica
para romper la adherencia.
Figura B.8. Probetas y dispositivo del ensayo pull - out.
Fuente: Estrategias para evaluar estructuras de hormigón armado con
patologías por falta de adherencia.
b. Ensayos de adherencia tipo beam test
Consiste en realizar un ensayo de flexión sobre una viga biapoyada mediante
dos cargas puntuales. De este ensayo se obtiene la relación tensión de
adherencia local-deslizamiento, la tensión media de adherencia y la tensión
de rotura en barras corrugadas.
303
B.9. DETERMINACIÓN DE LA POROSIDAD DEL HORMIGÓN.
La porosidad adquirida por el hormigón es debida al exceso de agua
necesario en el amasado para hacer trabajable la mezcla y para conseguir
una buena hidratación del cemento. Cuando se produce el fraguado, el agua
sobrante que contiene el hormigón puede quedar en el interior del mismo o
bien evaporarse, dejando una red de poros variados en tamaño. Esta red de
poros supone un camino por el cual los agentes externos pueden llegar a
dañar tanto al propio hormigón como a la armadura; una relación aproximada
supone que la resistencia del hormigón es inversamente proporcional a su
porosidad.
El porcentaje de poros se puede determinar empleando probetas cilíndricas
sin barras. El procedimiento consiste en obtener el peso de muestras de
hormigón en tres condiciones diferentes: muestra secada a 105 ºC en estufa
hasta peso constante (PA), muestra saturada de agua con superficie seca
(PB), peso de la muestra inmersa en agua (PC). El porcentaje de poros (P%)
en el hormigón se determina como:
El criterio de evaluación establece que si %P < 10 la calidad del hormigón es
alta, entre 10 y 15 es buena y finalmente, si es > 15 la calidad es baja.
304
B.10. VELOCIDAD DE CORROSIÓN DE LA ARMADURA
La medición de velocidad de corrosión de la armadura permite predecir su
velocidad de deterioro en términos de la disminución esperada para su
sección transversal.
Las mediciones de velocidad de corrosión se efectúan mediante ensayos in-
situ de resistencia a la polarización, los que se realizan empleando un
potenciostato.
Algunas consideraciones:
Se efectúa mediante un electrodo de referencia, que indica el
potencial eléctrico de la armadura, y un electrodo auxiliar que sirve
para medir la corriente circulante en el ensayo.
Las mediciones que se realizan son de Resistencia de Polarización,
Rp, para ello se requiere desplazar al sistema de su potencial de
equilibrio a otro valor, registrándose las variaciones de potencial (∆E) y
de corriente (∆I) en el sistema debido a este desplazamiento.
La Intensidad de corrosión se calcula de acuerdo a las ecuaciones que se
muestran a continuación:
Donde,
Rp: Resistencia de Polarización, en mV/A
∆E : Variación de potencial, en mV.
∆I : Variación de corriente, en A.
305
Donde,
Icorr: Intensidad de corrosión, en A o μA/cm2.
B: Constante que toma el valor de 26 mV para ensayos in situ.
Dependiendo de los valores entregados por el equipo de medición, se puede
pronosticar el nivel de corrosión existente en la armadura, como se muestra
en la Tabla B.1.
Intensidad de Corrosión [μA/cm2] Nivel de Corrosión
Icorr < 0,1 Despreciable
0,1 < Icorr < 0,5 Bajo
0,5 < Icorr < 1 Moderado
Icorr > 1 Alto
Tabla B.1. Nivel de corrosión de acuerdo a la intensidad de corrosión.
B.11. ENSAYO DE RESISTENCIA ELÉCTRICA
Este ensayo se realiza de acuerdo a lo estipulado en la Norma de la
Asociación Norteamericana ASTM D3633-06.
Objetivo:
Medir la resistencia del concreto, con el fin de pronosticar la presencia de
corrosión en la armadura.
306
Algunas consideraciones:
El procedimiento implica la medición de la resistencia entre el acero de
refuerzo y una esponja sobre la superficie de concreto.
Se puede aplicar a cualquier elemento con una capa impermeabilizada
no conductora, previendo que el acero de refuerzo no contenga
ningun recubrimiento epóxico.
Puede ser realizado directamente sobre la superficie de la estructura o
en testigos de hormigón.
Interpretación de los Resultados:
Dependiendo del resultado arrojado por el equipo de medición, se puede
pronosticar la presencia de corrosión en la armadura, como se indica en la
Tabla B.2.
Resistencia del Hormigón [Ωm] Presencia de corrosión
ρ > 1000 Despreciable
500 < ρ < 1000 Baja
100 < ρ < 500 Moderada
ρ < 100 Alta
Tabla B.2. Presencia de corrosión de acuerdo a ensayo de resistividad
eléctrica.
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ANEXO C
“PLANOS EDIFICIO MAGALLANES”
(INFORMACIÓN EN CD)
