DIAZ MERINO LISETH GUERRERO HUAMÁN MICHAEL HEREDIA CASTRO ANTHONY Lozano Sánchez Jaime jamill SANTISTEBAN SANDOVAL MANUEL REINOSO TORRES JORGE JEREMY JUNIOR
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
PIMENTEL, 26 MAYO DEL 2017 1
ÍNDICE INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 3 OBJETIVOS ....................................................................................................... 4 Objetivo General: ............................................................................................ 4 Objetivos Específicos: ..................................................................................... 4 PATOLOGÍAS DEL CONCRETO EN LA CIUDAD DE PUERTO ETEN ............ 5 DEFINICIÓN ................................................................................................... 8 1.1
Lesiones Por Erosión ............................................................................ 9
1.2
Microfisuras ......................................................................................... 10
1.3
Fisuras ................................................................................................ 12
1.3.1
Causas De Las Fisuras En El Concreto ....................................... 12
1.3.2
Soluciones De Fisuras .................................................................. 13
1.3.3
Grietas .......................................................................................... 14
1.4
LA CORROSIÓN ................................................................................. 17
1.4.1
La Prevención ............................................................................... 19
1.5
Humedad En Suelos, Paredes Y Techos .......................... ............. .......................... .................. ..... 20
1.6
Descascaramiento de las superficies de concreto ....................... ....... 21
1.6.1
¿CÓMO evitar el descascaramiento? ......................... ............ .......................... .................. ..... 21
1.6.2
¿CÓMO reparar las superficies con descascaramientos?............ 24
CONCLUSIONES ............................................................................................. 26 ANEXOS ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................ ... 27
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ÍNDICE INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 3 OBJETIVOS ....................................................................................................... 4 Objetivo General: ............................................................................................ 4 Objetivos Específicos: ..................................................................................... 4 PATOLOGÍAS DEL CONCRETO EN LA CIUDAD DE PUERTO ETEN ............ 5 DEFINICIÓN ................................................................................................... 8 1.1
Lesiones Por Erosión ............................................................................ 9
1.2
Microfisuras ......................................................................................... 10
1.3
Fisuras ................................................................................................ 12
1.3.1
Causas De Las Fisuras En El Concreto ....................................... 12
1.3.2
Soluciones De Fisuras .................................................................. 13
1.3.3
Grietas .......................................................................................... 14
1.4
LA CORROSIÓN ................................................................................. 17
1.4.1
La Prevención ............................................................................... 19
1.5
Humedad En Suelos, Paredes Y Techos .......................... ............. .......................... .................. ..... 20
1.6
Descascaramiento de las superficies de concreto ....................... ....... 21
1.6.1
¿CÓMO evitar el descascaramiento? ......................... ............ .......................... .................. ..... 21
1.6.2
¿CÓMO reparar las superficies con descascaramientos?............ 24
CONCLUSIONES ............................................................................................. 26 ANEXOS ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................ ... 27
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INTRODUCCIÓN La presente investigación se refiere al tema de Patologías Del Concreto En La Ciudad De Puerto Eten, que se puede definir como el estudio de los defectos y fallos del Concreto.
La finalidad de este trabajo se orienta a conocer e informar cómo se encuentra dicha ciudad mencionada en sus construcciones. Además, se pretende hacer una definición del tema, mencionar sus características, propiedades, prevención, sus causas y consecuencias, y las posibles soluciones.
Para realizar esta investigación, metodológicamente hemos empezado a revisar biografía física y virtual, es decir, aquella que está circulando por el internet que nos ha permitido aclarar términos y las categorías que aparecen en el trabajo, como El Patologías Del Concreto, tipos, t ipos, propiedades, etc.
En este panorama el trabajo final, en este informe los hemos estructurado de tal manera que se encuentren toda la información posible acerca de Las Patologías Del Concreto.
Finalmente queremos agradecer infinitamente a nuestro docente el Ing. Reinoso Torres Jorge Jeremy Junior por su incondicional apoyo en el asesoramiento de la investigación.
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OBJETIVOS Objetivo General: Determinar o reconocer cuales son las patologías del concreto que existen en la ciudad de Puerto Eten.
Objetivos Específicos:
Definir cada una de la patología encontrada.
Encontrar el origen, causas por las cuales el concreto padece alguna patología.
Mencionar las prevenciones para sí evitar las patologías.
Dar soluciones como futuros ingenieros.
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PATOLOGÍAS DEL CONCRETO EN LA CIUDAD DE PUERTO ETEN UBICACIÓN: PUERTO ETEN
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DEFINICIÓN Si asimilamos el término Patología al estudio de los defectos y fallos, en este caso del Concreto, habremos encontrado el origen del término, es justo lo que hicieron los franceses al adoptar este término propio de la medicina a la ingeniería. Reconocemos que, si bien hay estudios aislados sobre los daños y fallos en el concreto, es importante agruparlos por su origen, de esta manera podemos prever o por lo menos tentar la solución de los mismos o de otros similares si no fuesen resueltos convenientemente. Conociendo primero el origen es posible encontrar la solución, o por lo menos se podrá amenguar o evitar que se presente el fallo o defecto.
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1.1 Lesiones Por Erosión Bien conocida es la agradable brisa que se disfruta a la orilla del mar, en la arena, siempre soplando con mayor o menor intensidad, incluso con fuerza en ocasiones, lo que puede provocar que arrastre en suspensión partículas de arena. Cuando se producen estos fuertes vientos, incluso no tan fuertes, pero si con arena en suspensión, el poder de erosión de ese viento es muy superior a un viento limpio, ya que las partículas de la arena chocan contra las superficies de los edificios. La arena es un material silíceo, bastante duro, por lo que al golpear los pequeños granos de arena sobre los materiales colocados en fachada acaban erosionándolos capa a capa, acabando como podemos ver en las fotos.
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Como se puede ver en alguna de las imágenes, la erosión ha llegado a afectar al propio ladrillo, el cual está desgastado como se hubieran proyectado mecánicamente partículas a presión.
1.2 Microfisuras Para entender su importancia, técnicamente podemos pensar en las microgotas de agua que atraviesan la estructura del hormigón y que se cuelan a través de poros de tamaño capilar, pero que pueden generar tensiones internas durante el proceso de hidratación, que den al traste con toda la estructura. En el desorden que sufre la uva por las grietas que facilitan la entrada de patógenos. En un 10
motivo común de la fractura de polímeros ¿no en vano fueron barajadas como posible causa del lamentable accidente del Concorde – o en el debate sobre su influencia en caso de que afecten al hueso subcondral en procesos de artrosis, por ejemplo.
Pero más allá de una acepción puramente técnica, diariamente observamos como Microfisuras de todo tipo impiden la cohesión social y están presentes en muchos aspectos de nuestra vida, que abarcan desde la inmigración hasta la pareja; desde la educación hasta la igualdad real de oportunidades; desde la protección del individuo hasta la sanidad y desde el amor hasta el consumo. Teóricamente estos -y otros muchos temas recurrentessuelen usarse como prueba de los muchos avances sociales de una sociedad desarrollada. Pero es a menudo en ellos donde encontramos los más vivos ejemplos de cómo esas heridas abiertas, por microscópicas que sean y a pesar de abundar soluciones, lejos de curarse, crecen tanto en número como en volumen y son, cada vez, más difíciles de atajar.
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Quizá por el prefijo micro que las excluye de la agenda global, a veces no se les presta la atención debida. O son tomadas a la ligera, pues para preocupaciones serias ya están los sesudos temas que provienen t anto de una elaborada agenda pública, por un lado, como de la privada que cada cual se encarga ¿o debería encargarse- de gestionar, por otro. Pero precisamente en un mundo en que lo global compite por un hueco en las portadas de los diarios, cobra mayor importancia el aspecto personal o local; terreno donde comienzan las arenas movedizas que engullen al ser, ya que, lejos de agrandar su estancia, en muchas ocasiones la estrechan.
1.3 Fisuras
El concreto es un material muy bueno para soportar esfuerzos de compresión, pero no muy bueno cuando se les somete a fuerzas de tensión. Se sabe que su resistencia a fuerzas de tensión es aproximadamente una décima parte de su resistencia a fuerzas de compresión. Es por ello que le adicionamos las barras de acero, las cuales son las encargadas de soportar las fuerzas de tensión principalmente, y le dan al concreto la capacidad de deformarse bajo cualquier carga impuesta (ductilidad). Cuando la fuerza de tensión aplicada a un elemento de concreto reforzado supera su resistencia a tensión, aparecen las f isuras.
1.3.1 Causas De Las Fisuras En El Concreto 12
1.3.1.1 Cuando Se Trata De Una Estructura Nueva Podríamos mencionar: exceso de agua en la mezcla de concreto, falta de curado del concreto, retiro de la formaleta antes de tiempo, sección insuficiente de los elementos estructurales (vigas, columnas, losas, muros, etc.), acero insuficiente en los elementos estructurales, mala ubicación de los aceros de refuerzo.
1.3.1.2 Cuando Se Trata De Una Estructura Existente La causa más común para que se fisure es un aumento de las cargas de servicio. Estas cargas de servicio corresponden a las cargas verticales (muerta y viva) y a una carga eventual como la impuesta por un sismo. Es normal que aparezcan fisuras en una estructura de concreto reforzado cuando es sometida a las cargas de servicio: carga muerta (peso propio y cargas permanentes) y la carga viva (peso de los enseres y las personas). Siempre y cuando no se superen unos anchos de fisura estipulados, se acepta que esta situación es normal (ACI 224R: Control of Cracking in Concrete Structures).
1.3.2 Soluciones De Fisuras 1.3.2.1 Caso 1 En juntas con movimiento, si el tamaño oscila entre los 5mm - 25mm es recomendable aplicar selladores altamente flexibles.
Sikaflex 1a: Sellador elástico de alto desempeño, de un solo componente, con base en poliuretano, para el sello de juntas arquitectónicas o estructurales con fuertes movimientos. 13
Sikaflex Construction Sealant: Sellador elástico para juntas, con base en poliuretano de un componente que cura con la humedad del ambiente, tixotrópico (no escurre) de uso general.
Sikaflex AT Facade: Sellador elástico con base en la nueva tecnología de poliuretano híbrido STP Silane Terminated Polymers) de un componente, cura con la humedad del ambiente.
1.3.2.2 Caso 2 Las fisuras aparentes de 0mm - 5mm, no profundas En caso de que la fisura sea del tamaño mencionado, pero con profundidad es necesario que hagas una inyección con:
Sikadur®-52 Sikadur®-35 HI Mod LV Es un sistema de dos componentes, a base de resina epóxica modificada, exento de solventes, de excelente fluidez. Se utiliza para inyecciones de grietas en concreto y también como base para confeccionar morteros epóxicos de reparación.
1.3.3 Grietas
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El concreto se agrietará. A pesar de los mejores esfuerzos del contratista o del dueño de casa que vierta el concreto, las grietas se desarrollan. El concreto libre de grietas es raro. En el mundo cotidiano del dueño de casa promedio habrá grietas en la entrada de vehículos, pisos de concreto o incluso fundaciones. Las grietas pueden aparecer poco después de que el concreto se vertió o pueden no aparecer durante un año o más. Saber qué tipo de grieta y qué tipo de concreto se utilizó ayudará a determinar qué tipos de reparaciones se pueden hacer.
1.3.3.1 Causas de grietas en el concreto El concreto se agrietará bajo una variedad de circunstancias. Una de las principales razones por las que aparecen grietas es el uso de cantidades excesivas de agua en la mezcla original. Se añade agua para hacer el concreto más fácil de verter al aplicarlo. El encogimiento que se produce cuando el concreto se endurece y se seca causa que aparezcan grietas. A las grietas en el concreto se les da una variedad de nombres, pero muchas de ellas tienen un aspecto similar.
1.3.3.1.1 Grieta al azar La grieta que se propaga lentamente en más de una dirección se llama comúnmente una grieta al azar. Puede ser causada por el encogimiento normal del concreto cuando endurece y se seca o por el asentamiento de la capa inferior en la que se vertió el concreto. Este tipo de 15
grieta puede expandirse a medida que la humedad se filtra en y debajo del concreto y se congela. También pueden aparecer la descamación del concreto alrededor de la grieta. Esta grieta puede aparecer si las líneas de tensión adecuadas no se cortaron en el concreto recién puesto.
1.3.3.1.2 Agrietamiento por asentamiento Los agrietamientos por asentamiento pueden aparecer cuando el suelo subyacente no ha sido compactado o preparado adecuadamente o si el subsuelo no era de la consistencia adecuada. La grieta por asentamiento también puede aparecer como una grieta al azar en zonas donde el suelo de la capa inferior no fue nivelado o donde se asentó de manera desigual después de que se vertió el concreto. En algunos casos, puede ser necesario excavar el área y prepararlo para un curso de arena para evitar asentamiento y futuro agrietamiento.
1.3.3.1.3 Grietas que se expanden Las grietas que se expanden pueden aparecer durante una helada fuerte en los climas más fríos del norte. La expansión por helada puede ser causada por verter concreto en suelo
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que retiene agua en lugar de drenarla. Alternando la congelación y descongelación a través de los meses de invierno también puede producir grietas que se expanden debido a las heladas. Estas a menudo parecen similares a las grietas de asentamiento. La expansión por helada puede calmarse con la llegada del clima cálido, pero la grieta resultante puede permitir que aún más humedad se filtre en el suelo subyacente que puede causar problemas en el futuro.
1.4 LA CORROSIÓN En el medio marino se aceleran los procesos de corrosión en las estructuras de concreto armado, por la acción directa del mar o la actividad de la brisa y niebla marina. La corrosión de la armadura de acero en el concreto es un proceso electroquímico, que requiere de una reacción de oxidación, otra de reducción y la circulación de iones a través del electrolito. De esta manera se presentan dos áreas sobre la superficie del metal, una de las cuales actúa como ánodo y la otra como cátodo. El concreto funciona como ion electrolito, dentro de un circuito cerrado. Este fenómeno se produce por procesos de carbonatación o penetración del ion cloruro. Para que se produzca la corrosión se necesitan las siguientes condiciones: a) La presencia de un ánodo que produce los electrones; b) el cátodo en la superficie donde se efectúa la reducción; c) la disponibilidad de oxígeno en correspondencia con el cátodo; d) la disponibilidad de agua (humedad) en la ubicación del cátodo; e) una conexión eléctrica entre el ánodo y el cátodo que permita la transferencia de electrones. Consecuentemente la corrosión no se produce en el concreto seco, pues está impedido el proceso electrolítico, tampoco ocurre en el concreto saturado de agua debido a la f alta de oxígeno.
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La corrosión por la carbonatación del concreto se inicia con la combinación de la portlandita u hidróxido de calcio del cemento con el CO2 de la atmósfera, que reduce la alcalinidad del concreto y disminuye su eficacia en la protección del refuerzo. Las reacciones tienen la siguiente forma: Ca(OH) 2 + CO2 Ca CO3 +
H2O o alternativamente: Ca(OH) 2 + H2CO3 Ca CO3 + 2H2O CaCO3 + CO2 + H2O Ca (HCO3)2 Este tipo de corrosión se potencializa en concretos con poros llenos de aire. La corrosión por cloruros, típica de los ambientes marinos, se debe al ion cloruro presente en el agua o en la niebla marina, que actúa como un catalizador para la oxidación, tomando parte activa en la reacción. Al oxidar al acero para formar el ion complejo cloruro férrico, (FeCl3) -, arrastra este ion inestable en la solución, donde reacciona con los iones hidroxilo disponibles para formar hidróxido de fierro, Fe(OH)2. que libera iones cloro y consume iones hidroxilo como se esquematiza en las siguientes reacciones: 2 Fe + 6C1- = 2(FeC13) - + 4e - seguido por: (FeC13) - + 2 (OH) - = Fe(OH)2 + 3 C1- Los electrones liberados en la reacción de oxidación fluyen a través del acero hasta la superficie catódica. De este proceso resulta una concentración de ion cloruro y una reducción del pH que favorece la ruptura continua de la película de óxido pasivante. En el concreto armado se retarda o impide la corrosión del acero, cuando el revestimiento es impermeable y de espesor suficiente, factores que debilitan la penetración de agentes externos. Los reglamentos de construcción especifican, según los casos, el espesor del recubrimiento, la relación agua cemento y la resistencia mínima del concreto. En el interior del concreto las 18
barras de refuerzo están protegidas por una capa microscópica de óxido, que se forma sobre la superficie e impide la disolución del acero, imposibilitando el proceso corrosivo. Esta película, denominada capa pasiva, se genera por la alcalinidad del concreto, que alcanza valores de pH superiores a 12,5. La protección contra la corrosión se pierde si el valor del pH es 9 o menos.
1.4.1 La Prevención Para proteger de la corrosión las estructuras de concreto armado, en especial en zonas de ambiente marino, la medida más eficiente y económica es proteger las barras con un recubrimiento de concreto de apropiado espesor y mínima porosidad. Este último factor, se evalúa por una diminuta relación agua cemento, alrededor de 0.4 y por la cantidad de cemento, en un límite de 350 k/m3 estas condiciones se controlan generalmente por la resistencia a la compresión. La selección de cemento más apropiado como son los tipos resistentes a los sulfatos y los cementos adicionados o los Portland tipo I según sea el caso, contribuye efectivamente a la prevención. 23 en obras especiales, en las cuales se justifique económicamente otras medidas de protección directa utilizando barras de acero recubiertas de epoxy. Eventualmente, la protección catódica, que puede hacerse extensiva a las estructuras existentes. También son aplicables los inhibidores de corrosión, aplicados como adiciones
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en la masa del concreto, que recientemente han cobrado nuevo desarrollo.
1.5 Humedad En Suelos, Paredes Y Techos
La humedad proveniente del suelo daña en forma importante las construcciones de albañilería y de hormigón armado ya que ambos materiales, dada su 20
contextura, absorben fluidos a través de vacíos de pequeño diámetro que quedan en el interior de los elementos constructivos. Esta característica permite el ascenso del agua a través de fundaciones, cimientos, sobrecimientos o muros que quedan en contacto directo con suelos húmedos, causando graves problemas de habitabilidad en las edificaciones.
1.6 Descascaramiento de las superficies de concreto El descascaramiento es la delaminación local o desprendimiento de una superficie terminada de concreto (hormigón) endurecido como resultado de su exposición a ciclos de congelación y deshielo. Generalmente comienza en pequeñas zonas aisladas, que después pueden fusionarse y extenderse a grandes áreas. El descascaramiento ligero no expone el agregado grueso. El descascaramiento moderado expone el agregado y puede incluir pérdidas de hasta 1/8 o 3/8 de pulgada (de 3 a 10 mm) del mortero superficial. En el caso de descascaramientos severos la mayor parte de la superficie se pierde y el agregado está claramente expuesto y sobresale.
1.6.1 ¿CÓMO evitar el descascaramiento?
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1. Un concreto expuesto a ciclos de congelación y deshielo debe tener aire incorporado. Los grados de exposición severos requieren de contenidos de aire de un 6 a un 7 por ciento en mezclas de concreto fresco elaboradas con agregados de ¾ pulgadas (19 mm) o de 1 pulgada (25 mm). En grados de exposición moderada, donde no se emplearán sales de deshielo, será suficiente con un 4 a 6 por ciento de aire incorporado. Es necesario utilizar un concreto con aire incorporado de asentamiento (revenimiento) moderado (hasta 5 pulgadas o 125 mm) y de calidad adecuada. En general un concreto con resistencia de 3500 libras por pulgada cuadrada (24.5 MPa) para los ciclos de hielo/deshielo y uno de 4.000 libras por pulgada cuadrada (28Mpa) cuando es necesario emplear descongelantes, son suficientes para prevenir el descascaramiento. 2. NO utilice sales descongelantes como el cloruro de calcio o de sodio, en el primer año después del vaciado del concreto. Utilice arena limpia para tracción. Cuando las condiciones lo permitan, extraiga la acumulación de sal depositada por los vehículos sobre las vías de entrada y las losas del garaje. Trate de utilizar dichas sales de la menor forma posible. Nunca utilice sulfato de amonio o nitrato de amonio como descongelantes ya que son químicamente agresivos y destruyen las superficies de concreto. Un drenaje pobre, que permita que el agua, o la sal y el agua, permanezcan en la superficie durante extensos períodos de tiempo, incrementa en gran medida la severidad de la exposición y pueden causar descascaramientos (Esto ocurre frecuentemente en canales y banquetas 22
donde la nieve mantiene la superficie húmeda por períodos largos de tiempo). 3. Proporcione al concreto un curado adecuado mediante la utilización de compuestos curadores de membrana, o recubriendo la superficie de las losas recientemente vaciadas con mantas húmedas. El curado asegura una reacción apropiada del cemento con el agua, que se conoce como hidratación, y que permite que el concreto alcance su más alta resistencia potencial. 4. No ejecute las operaciones de acabado en presencia de agua sobre la superficie. El allanado mecánico debe ser efectuado inmediatamente después del enrase inicial. Demore las operaciones de acabado hasta que toda el agua de exudación (sangrado) haya ascendido y desaparezca de la superficie. Es necesario tener mucho cuidado con el concreto con aire incorporado en condiciones de clima seco y con vientos, donde el concreto que exuda continuamente puede aparecer seco en la superficie. 5. No utilice un vibrador de alta frecuencia o una regla vibratoria, con un concreto de elevado asentamiento, pues estos tienden a formar una capa débil de mortero en la superficie. 6. Proteja al concreto del medioambiente invernal severo. Es importante prevenir que el concreto recién colocado se torne saturado con agua antes de los ciclos de congelación y deshielo durante los meses invernales. Aplique un sellador para concreto comercialmente disponible en base a silano o siloxano respirable o un repelente al agua (Hidrófugo) específicamente diseñado para utilizar sobre losas de concreto. Siga las recomendaciones del fabricante para los procedimientos y la frecuencia de aplicación. Otra opción es una mezcla en proporción 1:1 de aceite de linaza cocido y alcoholes minerales aplicada en dos capas. El concreto debe estar totalmente seco antes de aplicar cualquier sellante. El final del verano es el momento ideal para el tratamiento de la superficie. Los selladores pueden ser aplicados con aspersor, con brocha, o con rodillo sobre la superficie del concreto. ATENCIÓN: El aceite de linaza oscurecerá el color del concreto y por lo tanto hay que tener cuidado de aplicarlo uniformemente.
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1.6.2 ¿CÓMO reparar las superficies con descascaramientos? La superficie reparada será tan resistente como la superficie base a la cual está adherida, por lo tanto, la superficie a reparar deberá estar libre de suciedades, aceites o pintura y lo más importante debe estar sana. Utilice cincel y martillo, chorro de arena (sandblasting), lavado a alta presión, o taladro para remover todo el material frágil y que no esté sano. La superficie limpia, rugosa y sólida estará entonces lista para un recubrimiento adherido que puede ser: 1. Recubrimiento de concreto a base de cemento portland. 2. Recubrimiento de concreto modificado a base de látex. 3. Mortero de reparación de base cementante modificado con polímeros
1.7 Descoloración La superficie del concreto sufre a lo largo de su vida cambios de color por causas muy diversas. En el caso del concreto visto, los cambios cromáticos pueden representar un fallo que puede venir a consecuencia de: cambio de color entre partidas de cemento, decoloración debida a la acción de la luz solar, cambio de color en zonas que han requerido la reparación de algún defecto. La aparición 24
de defectos en las obras de hormigón es inevitable y puede afectar de forma importante al aspecto estético y a la durabilidad.
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CONCLUSIONES
En la ciudad de Puerto Eten existen diferentes patologías del concreto. La patología EROSIÓN es muy particular en esta ciudad ya que es un lugar que tiene playa es decir está cerca al mar. En la mayoría de casos las patologías se deben una mala mescla. Las micro fisuras son imperceptibles. Las grietas han hecho que construcciones no dejen de ser habitadas y no se demuelen por ser patrimonio. La prevención tiene mucho que ver con el estudio previo del ambiente, zona, lugar temperatura, para así hacer que estas patologías no ataquen repentinamente en la construcción.
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ANEXOS
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