142783641 Fisuras y Grietas en Un Canal Abierto (1)

FISURAS Y GRIETAS EN UN CANAL ABIERTO

TITULO: FISURAS Y GRIETAS PROBLEMA: FISURAS FISURAS Y GRIETAS GRIETAS EN UN CANAL ABIERTO ABIERTO

Objetivo: •

•

•

Diferencir !o" conce#to" f$n%&ent!e" f$n%&ent!e" %e $n fi"$r fi"$r ' (riet An!i)r !" c$"" ' or*(ene" f*"ic" ' t+cnic" %e !" fi"$r" ' (riet" ob"erv%" en $n cn! bierto, P!"&r $n "o!$ci-n %ec$% #r evitr !" evo!$cione" %e fi"$r" fi"$r" rie"(o" &e%io &bient!e",

FISICA II

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INTRODUCCI.N

E! trbjo /$e "e %e"rro!!o "obre fi"$r" ' (riet" ' "$ #rob!e& %e inve"ti(ci-n "eri #!ic% en cn!e" bierto" tiene $n &#!i inve"ti(ci-n en e! 0re %e in(enier* %e cn!e" ! c$! "e %e&$e"tr #or &$c1o" fctore" e! te&2 en n$e"tro c"o trbj&o" !o #ro3i&%o ' veri($r c$0! e" "$ ori(en f*"ico !o #ri&or%i! ' "$ ori(en t+cnico, Se %e&o"tr- /$e "$ ori(en e"t0 re!cion%o #or tre" fctore" co&o ! e!"tici%% c&bio %e te&#ert$r ' inf!$enci %e! f!$jo" t$rb$!ento" i&#$r"2 en !o" c"o" /$e n!i)&o" #or eje&#!o %e ! e!"tici%% e" #or/$e 1' ct$ci-n ct$ci-n %e f$er)" f!e3ionnte" ! c$! ori(in ori(in $n corte  !" !o"" t&bi+n t&bi+n "e vio /$e #or c&bio c&bio %e te&#ert$r te&#ert$r 1' %i!tci-n %i!tci-n %e concreto entonce" "e re(i"trr0 re(i"trr0 ct$ci-n %e f$er)" %e trcci-n trcci-n ' co&#re"i-n /$e "i no %i"e4&o" b$eno" c$net" o cn!et" e"tr* "$frien%o $n (riet&iento e"t" %o" te&" %e e!"tici%% ' #or c!or "erin !o" &0" co&$ne" en !o" concreto" r&%o" #ero 1' $n %et!!e /$e c$n%o ob"erv&o" $n" cn!et" /$e f!$'e ($" t$rb$!ent" encontrre&o" f$er)" ct$nte"  !" #re%e" !o"" entonce" e"t t&bi+n e"tr* #ortn%o  !" #to!o(*" %e !" concreto"2 !o" f!$jo" t$rb$!ento" no "on ($" #$r" #or/$e en e!!" "on tr*%o" #rt*c$!" %e tierr2 #ie%r" $ otro" entonce" e"te objeto e" #rtici#nte  !o" %4o" %e !" !o"" 1i%r0$!ic" #or #or /$e e"tr* ("t0n%o!o  !" !" !o"" #oco  #oco en e! trn"c$r"o %e! tie&#o5 tie&#o5 c$n%o c$n%o "e e"t$%i !" r)one" r)one" #or/$e #or/$e "e fi"$r fi"$r $n !o" %e cn!et e"tr* e"tr* "o&e "o&eti ti%o %o &$c1 &$c1o" o" fct fctor ore" e" /$e /$e inte interv rvie iene nen n en e"te e"te ti#o ti#o (rie (riet t&i &ien ento to ento entonc nce" e" t+cn t+cnic ic& &en ente te "e 1 %e&o %e&o"t "tr r%o %o #or #or erro errore re"" !bo !bor r!e !e"2 "2 #or #or &te &teri ri! !e" e" no $"% $"%o" o" %ec$ %ec$%& %&ent entee o #or f!!i% f!!i%o" o" %e !(6n !(6n (ente (ente /$e /$e %4 %4  concre concreto" to" recien reciente& te&ent entee e!bor%o e"to" "on intervencione" t+cnic" /$e e"t "ie&#re e3#$e"to c$!/$ier trbjo %e concreto r&%o #or e"o %ebe "er "$#ervi"%o #or $n in(eniero e"#eci!i)%o ' "* #o%er re!i)r $n b$en" e"tr$ct$r" %e concreto, Se 1 e3#$e"to en $n breve re"$&en "obre e"te #rob!e& en !o" "i($iente" #(in" "e 1 %et!!%o %ec$%&ente ' &#!i&ente !" r)one" %e #or /$+ "$fre e"t" #to!o(*" n$e"tro" concreto" ' t&bi+n 1' !($n" "o!$cione" #r e"t+" #rob!e&" ' t&bi+n co&o (ente co!bor%or #r ! #rotecci-n %e! &e%io &biente,

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FUNDAMENTOS TE.RICOS 7, Fi"$r": 7,78 Definici-n: Las

fisuras, son roturas que aparecen generalmente en la superficie del hormigón, por la existencia de tensiones superiores a su capacidad de resistencia. Cuando la fisura atraviesa de lado a lado el espesor de una pieza, se convierte en grieta. Las Fisuras en el Hormigón, son roturas que aparecen generalmente en la superficie del mismo, debido a la existencia de tensiones superiores a su capacidad de resistencia. Cuando la fisura atraviesa de lado a lado el espesor de una pieza, se convierte en grieta. Las fisuras se originan en las variaciones de longitud de determinadas caras del hormigón con respecto a las otras, y derivan de tensiones que desarrolla el material mismo por retracciones trmicas o hidr!ulicas o entumecimientos que se manifiestan generalmente en las superficies libres. La retracción trmica se produce por una disminución importante de la temperatura en piezas de hormigón cuyo empotramiento les impide los movimientos de contracción, lo que origina tensiones de tracción que el hormigón no est! capacitado para absorber.

7,98 Ti#o" %e fi"$r" en cn!et" •

Fi"$r" %e retrcci-n 1i%r0$!ic #or contrcci-n %e fr($%o"

#e producen en losas de canales no muy gruesas y de espesor uniforme $pavimentos, losas de entresuelos y tambin se ve techos de edificios, etc.% por la r!pida desecación superficial con relación a la masa por la acción del sol, la humedad relativa, y especialmente del viento, o por la combinación de ambos, estas fisuras aparecen en la superficie en forma serpenteante, orientadas en cualquier dirección. •

Fi"$r" %e retrcci-n 1i%r0$!ic #or "ec%o !ento"

&parecen en piezas estructurales cuyos movimientos de retracción est!n impedidos por su empotramiento o 'en el caso de los pavimentos', por su adherencia al terreno. (n stos, si no se les hacen las )untas de contracción con las separaciones adecuadas, aparecen espont!neamente, a intervalos regulares, en dirección normal al sentido de marcha y de un espesor regular. •

Fi"$r" %e ent$&eci&iento"

#on provocadas por un aumento del volumen del hormigón que puede deberse a materiales expansivos incluidos en la masa. Las m!s conocidas son las expansiones producidas por la

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reacción !lcali agregado $&lcali's*lice% que destruyen velozmente la estructura+ otras m!s lentas como el ataque por sulfatos, la oxidación de los hierros de refuerzo o elementos frricos empotrados en la masa del hormigón, y el efecto de congelación y deshielo.

9, Griet: 9,78 Definici-n: na

grieta se deferencia de la fisura en la siguiente forma+ la fisura -no traba)a-, y si se la cierra con algn mtodo simple no vuelve a aparecer. La grieta en cambio, -si traba)a-, y para anularla hay que eliminar el motivo que la produ)o y adem!s e)ecutar traba)os especiales para -soldarla-.

9,98 Ti#o" %e (riet" en cn!et" •

Griet" #r!e!"  ! %irecci-n %e! e"f$er)o"

#e producen por esfuerzo de compresión. #on 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. •

Griet" nor&!e"  ! %irecci-n %e! e"f$er)o"

/ndicativas de que ste es de tracción. •

Griet" vertic!e" en e! centro %e ! !$) %e $n vi("

(n las secciones de m!ximos momentos flectores, se originan en esfuerzos de flexión y se deben generalmente a armaduras insuficientes, puestos en canal •

Griet" /$e ro%en ! #ie) %e 1or&i(-n"

Con una tendencia a seguir l*neas a 012, son debidos a esfuerzos de torsión y denotan armaduras de refuerzo insuficientes para contrarrestarlos.

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En ! #rte %e in(enier* !o con"i%er% t+r&ino" "i&i!re" ;fi"$r" ' (riet"8 #or "$ trto  e"t" #to!o(*",<

=, C$"" %e (riet&iento ;fi"$r ' (riet8 %e! concreto 1i%r0$!ico (xisten diversas causas por las que puede llegar a agrietarse el hormigón o m!s bien a figurarse, algunas de las mltiples causas son"

=,78 C$"" en "#ecto %e ! f*"ic: •

Fi"$r" #or co&#re"i-n: Las fisuras de compresión son paralelas a la dirección del esfuerzo.

La separación entre ellas es muy variable y su trazado es irregular debido a la heterogeneidad del hormigón. Las fisuras pueden tener trazados diferentes a los indicados si la pieza est! impedida de deformarse en determinadas zonas. Las piezas muy esbeltas sometidas a compresión pueden presentar fisuras muy peligrosas en la parte central de las mismas y sólo en una de sus caras. (stas fisuras, que suelen ser finas y estar muy próximas unas a otras, pueden ser *ndice bastante claro de la iniciación de un fenómeno de pandeo. •

Fi"$r" #or trcci-n: Las fisuras producidas por la acción de esfuerzos de tracción presentan superficies perpendiculares a la dirección del esfuerzo. #on fisuras poco frecuentes en el hormigón armado ya que lo impiden las armaduras.

E"f$er)o" %e ten"i-n:

Defor&ci-n !on(it$%in!



a tracción produce un alargamiento sobre el e)e -3- que produce a su vez un encogimiento sobre los e)es -4- y -5-. (ste encogimiento es proporcional al coeficiente %e Poi""on ;>8:

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•

Fi"$r" #or f!e3i-n: Los elementos estructurales que las soportan se disponen horizontalmente y se llaman vigas o barras. (l estante y la plataforma de un puente son e)emplos de este tipo de elementos.

•

Fi"$r" #or cortnte: (n el caso de esfuerzo cortante simple, como la resistencia a tracción

es muy inferior a la de compresión, las fisuras ser!n perpendiculares a la tensión de tracción. Las fisuras de cortante suelen aparecer en el alma de las vigas sometidas a flexión y van progresando hacia las armaduras para llegar finalmente hasta los puntos de aplicación de las cargas con lo cual dividir!n las piezas en dos partes

•

Fi"$r" #or %i!tci-n t+r&ic: (l hormigón se contrae con el fr*o y con el calor aumenta su

volumen y, con l, su longitud. #i no se determinan estos movimientos en la estructura se llegar!, en general, a la fisuración, porque el movimiento no quedar! absorbido por una red de )untas debidamente situadas. Como consecuencia de estas omisiones se formar!n fisuras en el hormigón.

;Te&#ert$r8?7 @@ C?7

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•

Fi"$r" #or ! corriente %e ($: (l concreto dise6ado para el flu)o del agua $corriente de liquido% soportar! un esfuerzo de corte arrastrada por el fluido, obviamente no es un liquido ideal estar! afectado por part*culas tra*das por el agua la cual desgastar! pedacillos del concreto del canaleta.

F

c

=,98 C$"" en "#ecto %e ! in(enier*: Las causas pueden ser diversas y darse separadas o con)untamente, vistos en parte de ingenier*a"

•

Crenci %e contro! en e! "i"te& %e rtic$!ci-n,

•

E3ce"o %e ($ en ! &e)c! %e 1or&i(-n,

•

erti%o %e! 1or&i(-n incorrecto ;&$c1 r#i%e) o %e&"i% !entit$%8

•

Ev#orci-n r0#i% %e ! 1$&e%%2

•

C$r%o %e! 1or&i(-n %efect$o"o8 corro"i-n %e! ref$er)o2

•

F!t %e vibrci-n ! verter e! 1or&i(-n,

•

Crenci %e j$nt" %e %i!tci-n o %eficiente %i"e4o %e e"t",

•

Co!occi-n en "$e!o" rci!!o"o", Cuando

existe una relación inversa entre agua y resistencia de un

suelo arcilloso. & mayor expansión menor resistencia. Luego si el contenido de agua sigue aumentando, por e)emplo por largos periodos de lluvias o prdida de la capacidad de absorción del terreno, se pierde r!pidamente volumen y el mecanismo se invierte.

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•

Fi"$r" #or corro"i-n %e ! r&%$r: Las fisuras debidas a la corrosión de armaduras y

Consiguiente expansión del óxido son paralelas a la dirección de la armadura. La causa es la corrosión de la armadura, bien por escasez de recubrimiento, bien por falta de capacidad de protección del hormigón. La formación de óxido sobre la barra de acero e)erce presión sobre el recubrimiento provocando su estallido.

, Re#rci-n %e (riet&iento %e! concreto 1i%r0$!ico ,78 En "#ecto %e ! in(enier*: (l tiempo caluroso con varios d*as por encima de los 782 C, los vientos secos sostenidos y la ba)a presión atmosfrica, hacen que la figuración se desarrolle aun antes de haberse secado totalmente el agua de exudación de la superficie del hormigón. (s un caso extremo en que la experiencia indica que hay que de)ar que la figuración se produzca, y completar con la terminación normal. Luego que terminó el proceso de fraguado $alrededor de 1 horas despus de la terminación y hasta 90 horas despus% pueden repararse las fisuras preparando una lechada rica en cemento :ortland, con una consistencia que le permita penetrar en las fisuras llen!ndolas *ntegramente+ se las rellenar! manualmente ayud!ndose con un cepillo o escoba. Luego que seque este material, se proceder! al curado normal de la estructura tal como se t en*a previsto. Con este tratamiento, la fisura desaparecer! definitivamente. Dato de fuentes:

;F$ente rc1ivo %e $n con(re"o %e #to!o(* %e concreto"? In(eniero Civi!: P$!o G, Y$(ovic18 Considerad el diagnóstico que se ha expuesto, recomendamos realizar la ;costura< de las fisuras, del siguiente modo" sustitución de los concretos fisurados, apertura de canales en las )untas para la colocación de varillas de acero $recomendamos =09mm% cada cuatro hiladas, en el lado externo como en el interno, intercalando las hiladas entre ambas. (n cuanto al mortero para la colocación de las varillas, recomendamos que sea un mortero cementicio >"7 , sin cal . ?o llenar la )unta hasta el borde, de)ar unos 9 cm a llenar con el mortero similar al utilizado en la mamposter*a que se est! reparando, a fin de compatibilizar el color y otras propiedades f*sicas como la absorción y la elasticidad. #i se van a utilizar las mezclas cementicias con cemento de alba6iler*a ó puzol!nico aditivado hay que tener cuidado con la calidad del aditivo $@etención de agua%, evitar la prdida de agua hacia los ladrillos y el medio ambiente y asegurarse que la consistencia del mortero sea apropiada con el m*nimo de agua posible en la mezcla.

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F$ente %e infor&ci-n %e! co&it+ Gr$#o %e Trbjo %e! AIP ; colegio de ingenieros del Perú8 

Perfi!%o ' "e!!%o

(l perfilado y sellado de fisuras se puede aplicar en condiciones que requieren una reparación inmediata y cuando no es necesario efectuar una reparación estructural. (ste mtodo consiste en agrandar la fisura a lo largo de su cara expuesta y llenarla y sellarla con un sellador adecuado $Figura 7.>%. (sta es una tcnica habitual para el tratamiento de fisuras, y es relativamente sencilla en comparación con los procedimientos y capacitación requeridos para la inyección de resinas epoxi. (l procedimiento se adapta me)or a superficies aproximadamente planas y horizontales tales como pisos o pavimentos. #in embargo, tambin se pueden perfilar y sellar fisuras sobre superficies verticales $utilizando un sellador no fluido% y superficies curvas $tubos, pilas y postes%. (l perfilado y sellado se usa para tratar tanto fisuras finas de patrón irregular como fisuras aisladas de mayor tama6o. n uso habitual y efectivo es la impermeabilización mediante sellado de las fisuras en superficies de hormigón en contacto con el agua o expuestas a presión hidrost!tica. (ste tratamiento reduce la posibilidad de que la humedad llegue a las armaduras o atraviese el hormigón, provocando manchas superficiales u otros problemas. Los selladores pueden ser de diferentes materiales, incluyendo resinas epoxi, uretanos, siliconas, polisulfuros, materiales asf!lticos o morteros de pol*mero. #e deber*an evitar los morteros cementicios por su potencial de fisuración. Los selladores utilizados en pisos deber*an ser lo suficientemente r*gidos para soportar el tr!nsito anticipado. (l procedimiento consiste en preparar en la superficie una ranura de profundidad variable, generalmente entre A a 91 mm. #e puede usar una sierra para hormigón, herramientas manuales o herramientas neum!ticas. Luego la ranura se limpia con chorro de aire, arena o agua a presión y se seca. #e coloca un sellador en la ranura y se permite su curado.

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

Co"t$r %e fi"$r"

Coser una fisura consiste en perforar orificios a ambos lados de la fisura, insertar unidades met!licas en forma de  de patas cortas $grampas o bridas de costura% y asegurarlas con mortero como se ilustra en la Figura 7.7 $Bohnson, >A1%. #e pueden utilizar costuras cuando es necesario restablecer resistencia a la tracción en fisuras importantes $HosDins, >>%. &l coser una fisura la estructura tiende a volverse m!s r*gida, y esta rigidez puede aumentar la restricción global de la estructura provocando fisuración en otras partes del hormigón. :or lo tanto, puede ser necesario reforzar la sección o las secciones adyacentes. Eebido a que la concentración de tensiones es frecuente, puede ser necesario emplear este mtodo con)untamente con otros. Los pasos del procedimiento de costura son perforar orificios a ambos lados de la fisura, limpiar los orificios y anclar las patas de las grampas en los orificios, utilizando un mortero que no se contraiga, 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 travs de la fisura no se aplique sobre un nico plano dentro de la sección sino que se distribuya sobre cierta superficie

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Tabla de Módulos de Elasticidad del concreto Concreto (Hormigon) de Resistencia: 110 Kg/cm2 2

E =

21!000

1"0 Kg/cm 

2#0000

1$0 Kg/cm2

2$!000

210 Kg/cm2

"00000

"00 Kg/cm2

"#0000

"%0 Kg/cm2

"$0000

#$0 Kg/cm2

"&0000

, Prevenci-n %e !" Griet" o fi"$r" en !" !o"" 1i%r0$!ic" ,78 En "#ecto %e ! in(enier*: A8,En or&i(-n: tilizar hormigón de plasticidad moderada $no m!s de >9 cm.%. (vitar siempre el a6adido posterior de agua con amasado suplementario. #i el hormigón debe ser fluido con m!s de > cm. de cono, las proporciones de la mezcla deben modificarse, utiliz!ndose mezclas especiales con super plastificantes que eviten un sangrado excesivo, segregaciones y ba)as resistencias. (specificar siempre hormigón aireado para losas al exterior que puedan sufrir heladas. (vitar el uso de cemento de fraguado o endurecimiento r!pido en situaciones clim!ticas desfavorables.

B8, En Acb%o: ?o realizar operaciones de acabado si hay agua en la superficie. (l nivelado inicial debe de ser seguido de un r!pido fratasado. :ara un me)or agarre en superficies exteriores, efectuar un acabado con escoba. #i la evaporación es excesiva, reducirla en lo posible para evitar la fisuración por retracción pl!stica. Cubrir el hormigón con una tela hmeda

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o con ho)as de polietileno durante las operaciones de acabado si las condiciones atmosfricas son severas.

C, En C$r%o: /nicie el curado tan pronto como sea posible, manteniendo hmeda la superficie de los elementos de hormigón. @ociar la superficie con un l*quido de curado o cubrirla con telas hmedas al menos durante tres d*as.

D8, En $nt": :ara controlar los efectos de contracción y expansión debido a los cambios de temperatura yGo humedad, deben de construirse, mediante sierra, disco o con herramientas adecuadas, unas )untas de construcción del grueso de la losa, con una separación entre ellas no superior a 78 veces el grueso de la misma. Con frecuencia deben de ponerse las )untas próximas unas a las otras para evitar largas !reas estrechas. La longitud de estas no debe de ser mayor de >,1 veces el ancho. Las )untas perimetrales deben de incluirse en aquellos sitios donde puedan existir restricciones para los movimientos verticales u horizontales, tales como la unión de muros y suelos, columnas o pavimentos. (n este caso deben ser profundas y se construyen insertando algn tipo de elemento barrera para prevenir la adhesión entre la losa y los otros elementos.

E8, Rec$bri&iento %e !" Ar&%$r": Las fisuras en el Hormigón &rmado debidas a la corrosión de las armaduras por formación y expansión de oxido de hierro, deben evitarse proporcionando el recubrimiento m*nimo fi)ado por normativa.

F8, Rie(o: &bundante riego previo de la base en pavimentos, y de los encofrados en losas de edificios.

G8, A(re(%o": (mpleo de agregados previamente humedecidos. (vitar un exceso de finos en los agregados del hormigón.

8, A%itivo": sar aditivos qu*micos fluidificantes o retardadores de fraguado que permitan disminuir la necesidad de agua de mezclado y la ca*da del asentamiento en el Cono de &brams antes de descargar.

I8, A($: (vitar exceso de agua de mezclado. ?o echar agua sobre el hormigón para facilitar la tarea de terminación.

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ANHLISIS DEL PROBLEMA

1)

De"%e e! #$nto %e vi"t %e ! F*"ic:

Tene&o" !o" e!e&ento" (eo&+trico" &0" co&$ne"

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(xplicaremos y detallaremos por los tres tipos de acción que afectan a un canal y cuneta. Los cuales son los siguientes"  :or elasticidad :or /ntervención del calor  :or intervención de la corriente de agua.

Pr ! "ecci-n Tr#ecio Rectn($!r: ;Di"e4% #r ! crreter8

Ec$cione" %e $n "ecci-n trn"ver"! %e tr#ecio rectn($!r -

Caudal 2

Q

1

5

AR 3 S 2 =

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n

1

A 3 S 2 =

2

⇒

nP 3

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-

Area:

 2b + yz  y   2 

" A = 

-

Talud

(

 c b + y + y 1+ z 2 y = 2 ( 2b + yz ) 5  

-

   

1/ 5

Ancho superfisial:

 2b + yz  y   2 

A = 

•

)

2

T = b + zy

P = b + y + y 1+ z 2

Por E!"tici%%:

&nalizando la curva de esfuerzo de tensión y deformación unitaria tenemos"

δ FRAGI L

λ

La deformación unitaria es originada por la acción de una fuerza uniaxial sobre una muestra, en este caso en el concreto de una cuneta.

La experiencia muestra que la deformación ocasionado por lar las fisuras no depende de la fuerza aplicada al cuerpo sino de la relación entre la fuerza y el !rea de la sección transversal en la que est! aplicada la fuerza, a este fenómeno tambin se le conoce como fatiga el!stica, tensión el!stica o simplemente como tensión.

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Mo%$!o %e Yo$n( Llamada tambin IJELJ E( (L&K/C/E&E E( :@/I(@ (?(@J y es una constante f*sica para cada material en este caso espec*ficamente tenemos para el concreto cuyo valor se determina experimentalmente y tiene las mismas unidades que el esfuerzo. Eonde la resistencia a tracción del concreto es 9M>8 A ?Gm9 @esistencia a compresión del concreto es 98M>8 A ?Gm9 (n este caso el cuerpo de las paredes que han sufrido fisuras no recobra totalmente sus dimensiones geomtricas ni forma iniciales $que ten*an antes de la deformación% (n consecuencia las part*culas del concreto experimentan una reestructuración irreversible en las nuevas posiciones de equilibrio alcanzado, sin embargo estos canales mantienen sus propiedades cambiando solamente su configuración exterior. :or otro lado, el paso de una part*cula, a una nueva posición va acompa6ado de efectos din!micos+ a este proceso llamaremos deformación plástica.

:or naturaleza del concreto es un material muy competente para compresión, pero de poca resistencia a la tracción. (s inevitable, en consecuencia, que se produzca fisuración en elementos de concreto, ya que esta ocurre cuando su resistencia no es suficiente para soportar los esfuerzos de tracción generados por diversas causas, que pueden ser solicitaciones externas o cambios volumtricos. (l fenómeno de fisuración en concreto, sus causas y efectos y la forma de controlarlo es un tema de investigación constante para los especialistas en tecnolog*a del concreto.

•

Por Intervenci-n %e te&#ert$r:

#i la temperatura se encuentra entre 1 y 78 grados, se consideraraN temperatura normal caso, contrario estar!N en un estado delicado. #i se en cuenta a mayor de 78 grados el concreto se incrementara de volumen por estar su)eto a las fuerzas de tracción

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Y@

8@

"la deformación unitaria no debe exceder de

O 4Omodulo de elasticidad FOfuerza &" area " Pariación volumtrica

" Polumen inicial

" Coeficiente de dilatación lineal del material

:ara el caso que la temperatura es muy ba)a de 1 grados el concreto se contraera 4 los que actan son las fuerzas de compresión

•

Por Intervenci-n %e corriente %e ($

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#abemos las ecuaciones de una viscosidad de un liquido lo cual demuestra una fuerzas de rose $cortante%

Eespe)amos la fuerza"

(sta ecuación solo es factible en flu)os de regimen laminar $no turbulentos% #i tuvieramos aguas turbulentas que ecuacion seri la muy aproximado para las fuerzas cortantes

FUERAS DE CORTE

F

#i nuestro ?mero de @eynolds es" ?@ Q 088J

entonce" e" $n f!$jo t$rb$!ento2 ! c$! #o%e&o" #!icr ! "i($iente ec$ci-n %e f!$jo t$rb$!ento:

(sta ecuación se obtenido de los textos de mec!nica de fluidos Eonde"

-

es viscosidad del l*quido fluyente

-

es densidad del liquido fluyente

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es tensión cortante

-

T&bi+n "e #$e%e %e&o"trr "*

La diferencia lo hace

la longitud del canal

()m" #i" p=1000; =0!"m#s$; %= 0!&0m % l=0!1m

,K9 N& ;es relativo%

98 De"%e e! #$nto %e vi"t %e ! in(enier*: 2.1)

Fctor %e ! cr( %e !o" ve1*c$!o" : Los pavimentos se proyectan para que resistan

determinado nmero de cargas durante su vida til. (l transito est! compuesto por veh*culos de diferentes peso y numero de e)es, y a los efectos de c!lculo se los transforma en un nmero equivalente de e)es tipos de R8 S? con el nombre de E""; Cr( %e eje "i&#!e e/$iv!ente8 Las diferentes cargas actuales sobre su pavimento producen diferentes tensiones y deformaciones en el mismo. &dem!s diferentes espesores de de pavimento producen y diferentes materiales responden de diferente manera a una misma carga. Eivido a esta diferente respuesta en el pavimento las fallas distintas segn la intensidad de la carga y las caracter*sticas del pavimento.

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Los esfuerzos de ten"i-n en !" c#" c$"n (riet&iento fectn%o  !o" cn!e"

2.2)

Fctor %e in"$&o" en ! e!borci-n %e !o":

:ara una buena cimentación de concreto bebemos saber elegir los materiales como" varillas adecuadas y puestas para los tipos de canales.  Cemento con clinDer portland  Jtros cementos con clinDer portland Cemento blanco

 &luminoferrito tetrac!lcico 0CaJ &>987 Fe987 C0&F (n trminos pr!cticos se concede que los silicatos de calcio $C7# y C9#% son los compuestos m!s deseables, porque al hidratarse forman los silicatoT hidratados de calcio $#'H'C% que son responsables de la resistencia mec!nica y otras propiedades del concreto. ?ormalmente, el C7# aporta resistencia a corto y mediano plazo, y el C9# a mediano y largo plazo, es decir, se complementan bien para que la adquisición de resistencia se realice en forma sostenida.

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(l aluminato tric!lcico $C7&% es tal vez el compuesto que se hidrata con mayor rapidez, y por ello propicia mayor velocidad en el fraguado y en el desarrollo de calor de hidratación en el concreto. &simismo, su presencia en el cemento hace al concreto m!s susceptible de sufrir da6o por efecto del ataque de sulfatos. :or todo ello, se tiende a limitarlo en la medida que es compatible con el uso del cemento. Finalmente, el aluminoferrito tetrac!lcico es un compuesto relativamente inactivo pues contribuye poco a la resistencia del concreto, y su presencia m!s bien es til como fundente durante la calcinación del clinDer y porque favorece la hidratación de los otros compuestos.

2.3)

Fctore" jeno" o e3teriore"  !o" nteriore",

Los factores externos que influyen en la fisuración de los canales abiertos son agentes que da6an directamente con fuerzas mayores y efectivos como por e)emplo"  &utomóviles cohesionando muros de concreto u otros.  La población realizando traba)os en las canaletas  &lgn da6o del medio ambiente. Como la acción de los sismos en

&ovi&iento" 1ori)ont!e"

' vertic!e",

=8 E3#!icci-n (ener!: ' Las fuerzas internas actuados por la cargas sobre el pavimento se distribuye internamente por deba)o de las losas de pista, afectando "*  !o" c$net"  %r ori(en  !" fi"$r" !$e(o %n%o

!$(r  !" (riet",

' :or elasticidad demostramos que las fuerzas internas actuantes en la losa de concreto es es por flexión perpendicular a estas, la cual son fuerzas relativamente afectantes. ' Las fatigas son tambin influencias participantes para una fisuración por son movimientos vibratorios constantes de la tierra, entonces a todo concreto armado estar*a afectando y como negar a los de la losa de cunetas o canales de riego. ' La intervención del calor en las losas de este concreto son un factor tambin que ya sea expuesto en el lado de la f*sica este acta por dilatación de volmenes y se deduce que cuamdo se encuentra a volumen encogido la losa tiendo a sufrir esfuerzos de compresión que mayor a la del tracción ' La tabla ?2 > muestra los valores del coeficiente de rugosidad de Ianning correspondientes a los diferentes acabados de los materiales de las cunetas de l as calles y berma central.

Tb! N 7

>.

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C$net" %e !" C!!e"

Coeficiente %e R$(o"i%% N

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, C$net %e Concreto con cb%o #!ete%o b, Pvi&ento A"f0!tico >.

Kextura Lisa

9.

Kextura @ugosa

c, C$net %e concreto con Pvi&ento A"f0!tico >.

Liso

9.

@ugoso

%, Pvi&ento %e Concreto >.

&cabado con llano de Iadera

9.

&cabado escobillado

e.

L%ri!!o

f.

Pr c$net" con #en%iente #e/$e42 donde el sedimento

8,8>9 8,8>7 8,8>A 8,8>7 8,8>1 8,8>0 8,8>A 8,8>A 8,889

puede acumularse, se incrementar!n los valores arriba indicados de n, en"

' L" f$er)" ct$nte"  !" #re%e" %e !" !o" e" re!tiv&ente cortnte &" no e"

ro#t$rnte ;(rietci-n8 c$n%o "e n!i) en f!$jo" t$rb$!ento" ct$%o" en cn!e" bierto", ' La capacidad de las cunetas depende de su sección transversal, pendiente y rugosidad del material con que se construyan. ' La capacidad de conducción se har! en general utilizando la (cuación de Ianning. La sección transversal de las cunetas generalmente tiene una forma de tri!ngulo rect!ngulo con el sardinel formando el lado vertical del tri!ngulo. La hipotenusa puede ser parte de la pendiente recta desde la corona del pavimento y puede ser compuesta de dos l*neas rectas. ' Las )untas de construcción se colocan en un concreto losa para definir el alcance de las ubicaciones individuales, en general, de conformidad con un con)unto de dise6o predeterminado. Eeben ser dise6adas para permitir los desplazamientos entre ambos lados de la losa , pero, al mismo tiempo, tienen que transferir a la flexión tensiones producidas en la losa por cargas externas. ' Las )untas son apoyos dise6ados para dar espacio a las dilataciones del concreto lo cual es necesario para las fuerzas internas actuados por elasticidad.

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IMPACTO AMBIENTAL Las obras hidr!ulicas rurales afectan al medio ambiente y suponen in)erencias en la naturaleza y el paisa)e+ pueden producir alteraciones de las condiciones marco y por lo tanto vitales, a travs" Ee las con"tr$ccione" en el agua y en las m!rgenes, y las intervenciones en el comportamiento natural de flu)o, en el rgimen fre!tico y en el ciclo h*drico regional que stas conllevan, as* como Eel #rovec1&iento de los recursos h*dricos, basado en las obras citadas, para seres • humanos y animales, para la producción $agricultura, industria% y para los servicios. (n la mayor*a de los casos, las construcciones hidr!ulicas rurales, pueden ser al mismo tiempo obras de aprovechamiento y de protección+ un peque6o embalse, p. e)., puede servir para el abastecimiento de agua, pero tambin para la retención de la lluvia, pudiendo por tanto actuar como protección contra las crecidas, as* como para la producción de pescado. •

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•

Con%ici-n nece"ri para que las obras hidr!ulicas rurales ocasionen un ba)o impacto

ambiental y social es que" (l planeamiento tenga en cuenta desde el principio todas las condiciones marco con sus consecuencias $tambin y precisamente aquellas a largo plazo% y que la instalación sea dimensionada bas!ndose en el c!lculo fidedigno de la demanda y de su desarrollo, as* como de las posibilidades de pago por parte de los beneficiarios Las intervenciones sean reducidas, dentro de lo posible, o los efectos negativos se palien mediante medidas de compensación, y que no sean iniciados procesos irreversibles . •

Me%io bio!-(ico

Eurante la poca de lluvias, la vegetación no resulta da6ada de forma significativa a consecuencia de los per*odos e intervalos de inundación, por lo general de corta duración, en la zona del estanque. (l aporte de sedimentos y deposición de materias en los terrenos circundantes y en la autntica zona central del estanque de retención pueden ocasionar, segn el tipo de sedimentos $proporción de humus%, tanto per)uicios como venta)as para el crecimiento de las plantas .

L f$n se ve muy afectada por el estancamiento en el estanque de retención, debido a que en la mayor*a de los casos dichos estanques de retención se llenan con gran rapidez debido a las copiosas lluvias en cuencas de superficie generalmente reducida, los animales tienen que huir r!pidamente del agua ascendente, lo cual es problem!tico para algunos, e incluso puede llevar a su exterminio. :ara los animales que habitan zonas de inundación $sobre todo p!)aros%, as* como para la vegetación estrechamente ligada al agua, las reducciones de los caudales de escorrent*a producto de las retenciones transitorias pueden tener consecuencias negativas considerables, las cuales deben ser estudiadas en cada caso particular. :uede ocurrir que los h!bitats circundantes resulten desecados. •

Me%io f*"ico?(eo(r0fico

La construcción de canales de laderaGcauces de evacuación supone una intervención en la ladera o el terreno de trazado. Eependiendo del material del suelo, del mtodo de construcción, as* como del tama6o del canal $anchura, profundidad, rgimen de aguas%, debe asegurarse, mediante la elección de los par!metros adecuados, Uue la estabilidad de la ladera no resulte tan per)udicada, como para que se puedan producir deslizamientos de tierra+ Uue no se produzcan deslizamientos de la ladera y fenómenos de erosión al pie del talud por corrientes de infiltración e incluso derrames de agua en taludes demasiado empinados yGo permeables. Las precipitaciones subsiguientes pueden incrementar los da6os considerablemente y ocasionar per)uicios adicionales al erosionar los taludes externos desnudos de vegetación. :or otra parte, las olas provocadas por el viento pueden erosionar la parte interna de los taludes.

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•

Me%io 1$&no

#i la planificación, la e)ecución de las obras y la operación son realizadas conforme a las normas de arte, puede partirse de efectos principalmente positivos para el medio humano. #in embargo, si durante la planificación se realizaron c!lculos incorrectos sobre la m!xima avenida que se puede esperar $algo que ocurre con frecuencia% debido a una base de datos b!sicos deficiente, o si el estanque de retención se opera inadecuadamente, pueden producirse inundaciones durante un aumento de las aguas de avenida, ocasionando de este modo da6os tanto aguas arriba como aguas aba)o.

OPINI.N CRTICA

•

Hay losas hechas de puro concreto y a veces esta e)ecuciones de fines no duraderas es decir solo se construyo por construir, debemos saber en lugar poner puro mescla de cemento o en su defecto poner varillas de metal.

•

Koda losa de concreto cuando no se cubre con telas mo)adas tiende a evaporar el agua que est! en su interior la cual da lugar a las fisuras, vistos desde la parte tcnica. Como se ve en la figura una losa ya ropturado.

•

Koda definición de las causas de dicho patolog*a es mayormente teórico tcnico porque al analizar las causas m!s es por la parte tcnica la mano de obra.

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•

(l problema de origen de fisuras y grietas en Canales abiertos de concreto es muy frecuente e inevitable, ya que existen muchos factores como en el mane)o de materiales y factores ambientales como geológico ,clim!tico viento y humedad , pero el reto de hombre es escatimar este problema a travs del conocimiento de ciertos conceptos f*sicos como " elasticidad, mec!nica de fluidos calor ,etc. que el estudiante de ingenier*a debe conocer con rigurosidad.

•

La mayor*a de las fisuras que se presentan en este tipo de C&?&L(K&# J C?(K&# no tienen implicancia estructural y representan un comportamiento normal del material que no puede ser suprimido, aunque si controlado.

•

Hay mucha investigación sobre este fenómeno y se ha encontrado que la magnitud del cambio volumtrico es influida por factores como el dise6o de mezcla $relación agua, cemento, tama6o de agregados y otros%, la relación volumenGsuperficie del elemento, el curado, etc.

•

Como ya se indicó, al estar restringido el movimiento generado por los cambios volumtricos se producen esfuerzos de tracción que al sobrepasar la resistencia del concreto producen fisuras. &dem!s, la mayor parte del cambio volumtrico, debido a los referidos fenómenos, se da en etapas tempranas donde el concreto no ha alcanzado an su m!xima resistencia a la tracción.

OBSERACIONES Y CONCLUSIONES OBSERACIONES: •

#e observó que las fuerzas internas que participan en losas de concreto hidr!ulico son relativos es decir no tienen efecto letal para una fisuración directa lo cual para una losa da6ada son la unión de muchos factores.

Influencia del calor (temperatura)

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F F$er)" intern" ;e!"tici%%8

F$er)" #or ! cci-n %e! f!$jo t$rb$!ento •

#e observó que alguna concretos armados para canaletas se recomienda usar varillas de metal para su mayor resistencia ante factores externos e internos.

•

La mayor*a de las fisuras en muros y losas son generadas por cambios volumtricos en el concreto y representan un fenómeno comn en este tipo de estructuras con muros de concreto. &s* tambin, las fisuras pueden aparecer durante los primeros a6os de construida de la construcción de C?(K&K&# 4 C&?&L(K&#. ?o representan reducción alguna en la seguridad de las estructuras tanto para cargas de gravedad como para cargas s*smicas.

•

CONCLUSIONES: •

#e concluye el desarrollo de de dicho tema que la causa principal para estas patolog*as del concreto son los dise6os e)ecutados y tambin los materiales utilizados para su elaboración, por sabemos que las fuerzas o los agentes ya son constantes es decir debemos construir losas contra este elementos da6inos.

%%"2 ! c$! no" (rnti)r $n b$en con"tr$cci-n en c$!/$ier #ro'ecto %e concreto r&%o,

•

Koda construcción se debe realizar con las normas

•

@epresentan si un problema esttico que debe ser informado a los usuarios. :or efectos del cambio de temperatura la mayor incidencia de fisuras se presenta en construcciones de canales en lugares inadecuados. #e podr*a me)orar esto aumentando el aislamiento trmico en los pisos.

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BIBLIOGRAFA

 "er'2 R'&on%,,F*"ic II  , Go!%e&ber(,,,F*"ic (ener! ' e3#eri&ent! vo!,II  In(, P$!o G, Y$(ovic1,,,A#$nte" %e $n co(re"o %e #to!o(i %e e"tr$cct$r" %e concreto,  Rn!% Gi!e"?cQ Evett,,Mec0nic %e f!$i%o"  P0(in" eb,,, VVV.google.com VVV.fisicanet.com

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142783641 Fisuras y Grietas en Un Canal Abierto (1)

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