PATOLOGIA DEL CONCRETO 1. CULTIVO BIOLOGICO
Por su rugosidad, el concreto es un material biorreceptivo, pues su superficie ayuda la aparición y formación de colonias de microorganismos que, no solo mancharán la superficie, sino que pueden causar deterioro en el concreto al ingresar por los mismos poros. Como consecuencia de lo biorreceptividad que ofrecen las superficies del concreto (sobre todo de estas tienen textura rugosa) a la proliferación de microorganismos, se afecta el aspecto del concreto no solo por las manchas y cambios de color; sino también, por su principal efecto desfavorable es que mantienen húmeda la superficie del concreto, lo cual promueve los mecanismos de deterioro y los mecanismos de daño. https://es.scribd.com/document/126579124/Patologias-Del-Concreto http://www.topconsult.com.pe/articulos/Fibra_carbono_Peru_ _Entendiendo_naturaleza_y_proceso_deterioro_concreto.pdf _Entendiendo_naturaleza_ y_proceso_deterioro_concreto.pdf
2. MECANISMO DE DETERIORO
El deterioro en las estructuras de concreto está íntimamente ligado a su durabilidad, entendiéndose como durabilidad la capacidad que tiene el concreto para resistir la acción del medio ambiente que lo rodea, de los ataques químicos o biológicos, de la abrasión y de cualquier otro mecanismo de deterioro. 2.1. DETERIORO POR ACCIONES FISICAS La exposición del concreto a acciones físicas generan cambios volumétricos en él: los cambios de humedad, de temperatura, congelación y deshielo, etc., determinarán cambios en el peso unitario, porosidad y permeabilidad en el concreto. En este contexto, la relación agua/cemento –a/c- de la mezcla tiene mucha importancia en la permeabilidad del concreto, que finalmente será la propiedad que determinará el grado de ataque. A mayor relación a/c, mayor será la permeabilidad debido a la porosidad. Por ello, limitar la relación a/c durante la mezcla y un adecuado curado, disminuirá la permeabilidad de la pasta y con ello la porosidad al interior del material. 2.2. DETERIORO POR ACCIONES MECANICAS Las acciones mecánicas están directamente asociadas a la aparición de micro-fisuras, fisuras y fallas en el concreto. La exposición a cargas y sobrecargas, deflexiones y movimientos excesivos, impactos previstos o imprevistos, vibraciones y mecanismos de abrasión (como rozamientos, raspado, erosión o cavitación) generarán fisuración y
agrietamiento en el concreto. Asimismo, la fisuración está directamente ligada a la durabilidad del concreto, pues ayudará a la penetración de sustancias agresivas al interior, disminuirá la resistencia del concreto a fuerzas cortantes, fomentará la corrosión del refuerzo estructural, etc. 2.3. DETERIORO POR ACCIONES QUIMICAS Durante su vida útil, es posible que la estructura de concreto esté sujeta a ataques químicos, siendo los más desfavorables el ataque de ácidos, la lixiviación por aguas blandas, la carbonatación, la formación de sales expansivas o sulfatos y reacciones álcali-agregado, entre otras. Tan pronto se dé la reacción entre el concreto y el agente químico, el concreto comenzará a descomponerse en la medida que su permeabilidad lo permita. La adecuada compactación, sumada a una baja relación a/c y curado, favorecerán la compacidad del concreto y una menor permeabilidad. 2.4. DETERIORO POR ACCIONES BIOLOGICAS Los organismos o micro-organismos, vivos o muertos, adheridos a la superficie del concreto son factores que causan deterioro en el concreto y corrosión en el acero. La acción metabólica de los organismos favorecerá la formación de una biocapa compuestas por excreciones de sustancias ácidas y polisacáridos, sumado a la descomposición de los organismos muertos. Esta biocapa se fijará en la superficie y permitirá el ingreso, a través de los mecanismos de absorción capilar en el concreto, de productos que alterarán la química del concreto, generando deterioro en él. Una continua limpieza de la superficie evitará la proliferación de los microorganismos, así como el control de la humedad del entorno 2.5. DETERIORO DEL ACERO DE REFUERZO El acero de refuerzo trabaja de manera conjunta con el concreto. El deterioro de uno influirá directamente en el otro y en la vulnerabilidad de la estructura. El fenómeno de la corrosión del acero solo se produce en el rango de humedad relativa entre 50% y valores próximos a la saturación. Sin embargo, una reducción de la alcalinidad del concreto (de un pH óptimo de 13 a un pH de 8 ó 9) puede alentar el proceso de corrosión, pues el concreto reaccionará con sustancias ácidas. La carbonatación del concreto por presencia de CO2 es uno de estos factores. Otro es la presencia de una cantidad suficiente de cloruros que atacarán la capacidad pasivante del concreto http://www.topconsult.com.pe/articulos/Fibra_carbono_Peru_ _Entendiendo_naturaleza_y_proceso_deterioro_concreto.pdf
3. LIXIVIACION
La lixiviación es una forma leve de desarreglo que ocurre cuando el agua disuelve componentes del concreto. El cemento portland hidratado contiene hasta 25 o 30 por ciento de hidróxido de calcio, Ca(OH)2, el cual es soluble en agua. Este componente, con mucha probabilidad, será lixiviado desde el concreto. Debido a que el hidróxido de calcio es más soluble en agua fría, el agua que viene de los riachuelos de las montañas o de presas es más agresiva que el agua mas caliente. La lixiviación produce una apariencia arenosa en las superficies expuestas de concreto de los revestimientos de canales, canalones, o tuberías. Si el agua pasa a través de grietas o juntas, la lixiviación también puede erosionar el concreto interno. En el concreto poroso, con una alta relación agua-cemento, la lixiviación puede remover suficiente hidróxido de calcio para reducir la resistencia del concreto. Sin embargo, generalmente es sólo un problema cosmético. Los aditivos pueden ayudar a controlar la lixiviación a través de dos mecanismos: reduciendo la permeabilidad y convirtiendo el hidróxido de calcio soluble en hidróxido de silicato de calcio insoluble (CSH). Las clases de aditivos que reducen la permeabilidad incluyen reductores de agua, superplastificadores, y agentes inclusores de aire. Bajo la mayor parte de las condiciones, el uso de estos aditivos en una proporción apropiada, el concreto bien consolidado controla adecuadamente la lixiviación. Los aditivos tales como el humo de sílice u otros materiales cementantes complementarios con propiedades puzolánicas reducen la permeabilidad y convierten algo del hidróxido de calcio en CSH insoluble. Cuando se espera lixiviación más severa, el costo adicional de un aditivo de humo de sílice puede estar justificado. Descomposicion y lavado de los compuestos de la pasta de cemento, como consecuencia de las reacciones químicas que experimenta el concreto por la acción de acidos, aguas blandas, ataques de sales o ataques de sulfatos, o reacciones álcali – agregado. Usualmente la lixiviación por disolución y transporte de los compuestos hidratados de la pasta de cemento se percibe porque la superficie del concreto ha perdido la pasta superficial y exhibe agregados expuestos; hay eflorescencias de carbonatación, retención de polvo y alto riesgo de favorecer la proliferación de colonias de hongos y bacterias. Ademas, se observa una reducción de pH del estrato acuoso de los poros superciales, con riesgo de despasivacion de la capa de recubrimiento del acero de refuerzo.
4. FALLAS DE LA ESTRUCTURA DEL CONCRETO
Las fallas que ocurren en estructuras de concreto se pueden clasificar dentro de las siguientes categorías: 4.1. FALLAS DURANTES LA CONCEPCION Y DISEÑO DEL PROYECTO La planeación y diseño de una estructura no solo debe basarse en su función, sino también en las condiciones ambientales y en la vida estimada de servicio. Para ello, es indispensable que los profesionales que intervienen en la fase de diseño de proyecto, sean consecuentes no solo en aplicar métodos de cálculos altamente desarrollados; sino también, en considerar los aspectos tecnológicos que aporta la ingeniería de materiales. Debido al desmesurado avance que han tenido los métodos de cálculo de estructuras, se consideran diversas hipótesis de carga, normas, cálculos, dimensiones y detalles, y tienden a optimizar los recursos disponibles en un proyecto de construcción, hoy en día hay una mayor inclinación hacia construir estructuras más esbeltas y algunas veces con factores de seguridad más bajos (que no ponen en riesgo la capacidad estructural, pero si pueden afectar la durabilidad). Pero fallas por concepción y diseño de una estructura pueden darse por muchas razones, entre ellas.
Por ausencia de cálculos o por no valorar todas las cargas y condiciones de servicio.
Por falta de una diseño arquitectónico apropiado. El diseño estructural debe incluir los conceptos arquitectónicos y viceversa.
Por falta de drenajes apropiados (eliminar el agua es eliminar el problema). El desagüe sobre el concreto hay que evitarlo; lo mismo que la presencia de agua estancada. Del mismo modo, deben reducirse las salpicaduras y los ciclos de humedecimiento y secado.
Por no proyectar juntas de contracción, de dilatación o de construcción. Hay que entender que el diseño y construcción de estructuras de concreto implica la presencia de fisuras y grietas, que deben ser controladas mediante la disposición del llamado “acero de retracción y temperatura” y/o de juntas.
Por no calcular de manera apropiada todos los esfuerzos y/o confiarse en los programas de cómputo.
Por no dimensionar apropiadamente los elementos estructurales y/o no disponer apropiadamente el refuerzo.
Por imprecisiones en los métodos de cálculo o en las normas.
Por no especificar la resistencia y las características apropiadas de los materiales que se emplean (concreto y aceros).
Por tolerar deformaciones excesivas en el cálculo.
Por falta de detalles constructivos en los planos.
4.2. FALLAS POR MATERIALES Los materiales también han experimentado cambios significativos y si selección debe estar basada en una calidad, una capacidad, unas experiencias y una formulación. Por ejemplo, hoy existe una gran variedad de cementos cuyas propiedades y características permiten diferentes usos y aplicaciones; el agua no solo debe cumplir con los requisitos de calidad; sino que debe ser “mesuradamente” dosificada; los
agregados deben tener granulometría continua y baja relación de vacíos, de lo contrario las mezclas tendrán alta tendencia a la segregación; el uso de aditivos debe ser racional y adecuado a las necesidades; las adiciones, deben usarse cuando hay lugar a ello y con conocimiento de causa. En relación al diseño de mezclas, es indispensable romper con la co stumbre de utilizar “recetas únicas” dosificadas por volumen. La dosificación de ingredientes debe
hacerse por peso, con corrección de la humedad en los agregados, y con ajuste al agua de mezclado por absorción o aporte del agua libre de los agregados. Como fallas más usuales por materiales, se pueden distinguir las siguientes:
Por selección inapropiada y/o falta de control de calidad de los ingredientes de la mezcla.
Por no diseñar y/o dosificar inadecuadamente la mezcla.
Por no respetar las tolerancias permisibles en el asentamiento de la mezcla.
Por utilizar agregados de tamaño equivocado.
Por utilizar exceso de aire incluido.
Por adicionar agua a pie de obra, sin control.
Por no disponer de un factor de seguridad apropiado en el diseño de la mezcla.
Por no usar la curva de relación agua/material cementante de los materiales disponibles.
Por utilizar poco cemento (mezclas pobres y porosas), o por emplear exceso de cemento (mezclas ricas con altas contracción y fisuración).
Por usar mezclas pastosas (con exceso de mortero) o piedrudas (con exceso de agregados gruesos). Ese tipo de mezclas tienen alta tendencia a la segregación y la exudación.
Por retardos excesivos en el fraguado. El retraso en el fraguado de un concreto, puede traer como consecuencia la formación de fisura por asentamiento y/o contracción plástica; pero además, puede afectar la adherencias mecánica entre el acero de refuerzo y mismo concreto
4.3. FALLAS POR CONSTRUCCION Una estructura fácil de construir, es una estructura que tiene mayores probabilidades de estar construida, y por lo tanto de ser duradera. Además, hay que tener presente que cualquier estructura se comportará entre las solicitaciones que se le hagan, según como haya quedado construida; y por ello, los procesos constructivos deben reflejar lo más fielmente posible (dentro de las tolerancias permisibles), los planos y las especificaciones dadas en las fases de planeación y diseño del proyecto. Hoy en día existen muchos sistemas de construcción de estructuras de concreto reforzado y preesforzado, que en muchos casos demandan una metodología y unos cuidados específicos. Es decir, que debe haber una experiencia previa, unos cuidados y unas calificaciones de la mano de obra, un control de calidad y unas precauciones que permiten obtener la calidad específica. Sin embargo, las fallas más comunes por los aspectos constructivos se dan por las siguientes causas:
Por no calcular y diseñar la cimbra.
Por defectos o deformaciones de la cimbra.
Por no respetar las tolerancias dimensionales permisibles en los elementos. Por ejemplo, cambiar las dimensiones de los elementos, lo cual altera su geometría, su inercia y de paso su comportamiento, porque se alteran su centro geométrico y su centro de masa.
Por no inspeccionar la cimbra antes del colado, para verificar su integridad y estabilidad.
Por no colocar apropiadamente ni asegurar el acero de refuerzo, permitiendo el desplazamiento durante el colado.
Por no respetar la separación entre barras y el recubrimiento de norma, mediante el uso de separadores adecuados.
Por no inspeccionar el acero de refuerzo antes de vaciado, para verificar el cumplimiento de los planos y especificaciones.
Por utilizar malos procedimientos de izaje y montaje de elementos prefabricados, con lo cual se inducen deformaciones no previstas, impactos, u otras condiciones que alteran sus propiedades.
Por inadecuada interpretación de los planos.
Por malas prácticas de manejo, colocación y compactación del concreto.
Por labores de descimbramiento prematuro o inapropiado
https://es.scribd.com/document/126579124/Patologias-Del-Concreto
REFERENCIAS BIBLIOGRACIAS https://es.scribd.com/document/126579124/Patologias-Del-Concreto https://es.scribd.com/document/346606667/Patologia-Del-Concreto
http://www.topconsult.com.pe/articulos/Fibra_carbono_Peru_ _Entendiendo_naturaleza_y_proceso_deterioro_concreto.pdf https://es.scribd.com/document/126579124/Patologias-Del-Concreto
