PATOLOGIA HORMIGON-02

01 Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

PATOL ATOLOGÍA OGÍA Y

ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Máste st er en Re Rehabilitación habili tación arqui rq uitectón tectónic ica a catedrático de estructuras 1

CONTENIDOS Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

INTRODUCCIÓN Conceptos generales Datos estadísticos de patología en estructuras de hormigón a ns nspe pecc cc n en es estr truc uctu tura rass e or orm mg n

SINTOMATOLOGÍA PATOLÓGICA Mecanismos de daño y fisuración. Fisuración no estructural. Fisuración por corrosión de armaduras. Fisuración estructural.

Patología generada por errores en fase de proyecto. Patología generada por problemas del suelo. Patología vinculada a estados límites de servicio. Patología generada por acciones accidentales y ex traordinarias Patología producida en la fase de utilización.

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REPARA REP ARACIÓN CIÓN Y REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN Reparación de la superficie del hormigón. Reparación de fisuras. Evaluación resistente y toma de decisión. Refuerzo de vigas: recrecidos de hormigón, chapas de acero, fibra de carbono, atirantados postesados. Refuerzo de forjados: recrecidos de hormigón, chapas de acero, fibra de carbono, atirantados postesados. Refuerzo de ilares: encamisados de hormi ón an ulares

letinas fibra de carbono.

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BIBLIOGRAFÍA Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Ar agón agó n Fiter Fi tera, a, Jorg Jo rg e INSPECCIÓN TÉCNICA, DIAGNOSIS Y REPARACIÓN EN FORJADOS DE HORMIGÓN ARMADO Colegio Oficial de Arquitectos de Galicia. CAT. Santiago 2004 , CÁLCULO, CONSTRUCCIÓN, PATOLOGÍA Y REHABILITACIÓN DE FORJADOS DE EDIFICACIÓN Intemac. Madrid 2002 Calavera Ruíz, Ruíz, Jos é PATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO Y PRETENSADO (2 Tomos) Intemac. Madrid 1996 Calavera Ruíz, Ruíz, José Jos é y otros otr os CURSO DE REHABILITACIÓN. Tomo 5 LA ESTRUCTURA Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid. Madrid 1985 Fernández Cánovas, Manuel PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y TERAPÉUTICA TERAPÉU TICA DEL HORMIGÓN HORMIG ÓN ARMADO Cole Cole io de In eniero enieross de Camino Caminos, s, Canale Canaless Puerto Puertos. s. Madrid Madrid 1994 1994 FIP (Federació (Federación n Internaci onal del Pretensado ) REPARACIÓN Y REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN , . 4


REPARA REP ARACIÓN CIÓN Y REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN Reparación de la superficie del hormigón. Reparación de fisuras. Evaluación resistente y toma de decisión. Refuerzo de vigas: recrecidos de hormigón, chapas de acero, fibra de carbono, atirantados postesados. Refuerzo de forjados: recrecidos de hormigón, chapas de acero, fibra de carbono, atirantados postesados. Refuerzo de ilares: encamisados de hormi ón an ulares

letinas fibra de carbono.

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Ar agón agó n Fiter Fi tera, a, Jorg Jo rg e INSPECCIÓN TÉCNICA, DIAGNOSIS Y REPARACIÓN EN FORJADOS DE HORMIGÓN ARMADO Colegio Oficial de Arquitectos de Galicia. CAT. Santiago 2004 , CÁLCULO, CONSTRUCCIÓN, PATOLOGÍA Y REHABILITACIÓN DE FORJADOS DE EDIFICACIÓN Intemac. Madrid 2002 Calavera Ruíz, Ruíz, Jos é PATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO Y PRETENSADO (2 Tomos) Intemac. Madrid 1996 Calavera Ruíz, Ruíz, José Jos é y otros otr os CURSO DE REHABILITACIÓN. Tomo 5 LA ESTRUCTURA Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid. Madrid 1985 Fernández Cánovas, Manuel PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y TERAPÉUTICA TERAPÉU TICA DEL HORMIGÓN HORMIG ÓN ARMADO Cole Cole io de In eniero enieross de Camino Caminos, s, Canale Canaless Puerto Puertos. s. Madrid Madrid 1994 1994 FIP (Federació (Federación n Internaci onal del Pretensado ) REPARACIÓN Y REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN , . 4


García García Mese Mese uer, uer, Álvaro HORMIGÓN ARMADO I. MATERIALES. EJECUCIÓN. CONTROL. PATOLOGÍA Fundación Escuela de la Edificación. Madrid 1997 , TRATADO TRATADO DE REHABILITACIÓN. Tomo 4. PATOLOGÍA Y TÉCNICAS DE INTERVENCIÓN. ELEMENTOS ESTRUCTURALES Editorial Munilla-Leiría. Madrid 1998 Muñoz Hidalgo , Manuel Manuel CONCEPTOS Y PATOLOGÍA PATOLOGÍA EN LA L A EDIFICACIÓN Muñoz Hidalgo , Manuel Manuel DIAGNOSIS Y CAUSAS EN PATOLOGÍA ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN Sevilla 1994 Muñoz Hidalgo , Manuel Manuel Sevilla 1991

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Río Río Bueno, Alfons o del PATOLOGÍA, PATOLOGÍA, REPARACIÓN Y REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO DE EDIFICAC IÓN , PATOLOGÍA DE LA EDIFICACIÓN. EL LENGUAJE DE LAS GRIETAS Fundación Escuela de la Edificación. Madrid 1998

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Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

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INTRODUCCIÓN Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Las Las idea ideass sobr sobre e cali calida dad, d, tal tal y como como las las ente entend ndem emos os actu actual alme ment nte, e, han han sido sido obje objeto to de aten atenci ción ón espe especi cial al en los últimos 100 años. Sin embargo, la idea de responsabilidad sobre el trabajo realizado es muy antigua.

CÓDIGO CÓDI GO DE HAMMURABÍ HAMMURAB Í Si un constructor hace una casa para un hombre y no la ace rme y su co ap apso causa a muer e e ue o e a casa, cas a, el co const nstruc ructor tor deb deberá erá mor morir ir.. causa a mu muer e e o e del co const nstruc ructor tor deb deberá erá mo morir rir..

ue o e a ca casa, e

o

Si causa la muerte de un esclavo del propietario de la casa ca sa,, el co cons nstr truc ucto torr de debe berá rá da darr al pr prop opie ieta tari rio o un es escl clav avo o de igu igual al val valor or.. Si la pr prop opie ieda dad d fu fues ese e de dest stru ruid ida, a, el de debe berá rá re rest stau aura rarr lo qu que e fue fu e de dest stru ruid ido o po porr su pr prop opia ia cu cuen enta ta.. Si un constructor hace una casa para un hombre y no la hace ha ce de ac acue uerd rdo o co con n la lass es espe peci cifi fica caci cion ones es y un una a pa pare red d se cae, ca e, el co cons nstr truc ucto torr re reco cons nstr trui uirá rá la pa pare red d po porr su cu cuen enta ta..

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NORMATIVA Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

Ninguna normativa existente cubre los problemas de patología estructural. Ello es consecuencia de que todavía no existe una estructura científica lo suficientemente desarrollada para su normalización. Las normativas vigentes están pensadas para los edificios de nueva construcción; por tanto, los , , resolución de los problemas de patología. La ausencia de normativa supone un significativo incremento en la asunción de responsabilidades por parte de los técnicos intervinientes.

CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN DB SE. Seguridad estructural Anejo An ejo D. Evalu aci ación ón est estru ruct ctur ural al de d e edifi edi fici cios os exi exist stent entes es

Se trata de un Anejo c on mu y escasos cont enidos (en total 6 pag.) en en el que lo único que plantea son cuestio nes generalistas. generalistas. La total falta de concrección y su ambig üedad lo convi erten en en un documento prácticamente inútil.

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NORMATIVA Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

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NORMATIVA Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

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CONCEPTOS GENERALES Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

TERMINOLOGÍA FALLO DEFECTO

Pérdida de la capacidad de un elemento estructural para desempeñar la función requerida. Ej.: el fallo por cortante del extremo de una viga.

uac n que se p an ea cuan o se exce en os m es e o eranc a e a guna prop e a de la estructura. Ej.: el incumplimiento de los límites de flecha o una inadecuada durabilidad.

,

,

ESTRUCTURAS

consecuencias y medios de solución.

SINTOMATOLOGÍA DE UN PROCESO PATOLÓGICO

Conjunto de manifestaciones, fenómenos o indicios que se presentan en una estructura como e emen os n ca vos e un a o que pue e a ec ar an o a su segur a como a su durabilidad, aspecto o utilidad. El eficaz análisis del estado de fisuración de una estructura o un elemento ayuda a entender el estado tensional y los movimientos que ha sufrido una estructura y, por tanto, a .

REPARACIÓN REHABILITACIÓN CONSOLIDACIÓN RECUPERACIÓN

Consiste en devolver a una estructura o a un elemento estructural dañados la capacidad que tenían, previamente a la producción del daño, para cumplir su función (tanto resistente como v ncu a a a sus con c ones e uso . El término de reparación suele utilizarse frecuentemente vinculado a problemas de tipo resistente, en tanto a los demás términos suele darse una interpretación más amplia.

REFUERZO

, porque estar dañado, para cumplir su función hasta niveles más altos de dicha capacidad. Ej.: refuerzo para mejorar la resistencia a flexión de una viga para soportar incrementos de carga, o refuerzo para reducir su deformación, aún cuando no haya incremento de carga.

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DATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍA Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

ESTADÍSTICA DE FALLOS EN EL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN. Bureau Securitas PROYECTO

A

43%

EJECUCIÓN

B

28%

USO

D

10%

VARIOS

E

5%

DATOS CORRESPONDIENTES A LA TESIS DE J.A. VIEITEZ CHAMOSA (1984) DATOS MEDIOS EUROPEOS

DATOS MEDIOS ESPAÑOLES

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DATOS ESTADÍSTICOS DE PATOLOGÍA Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS SEGÚN EL TIPO DE .

DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS SEGÚN LA EDAD DE LA

DISTRIBUCIÓN DE LOS FALLOS DEBIDOS AL PROYECTO. Bureau Securitas

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INSPECCIÓN Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

EQUIPO BÁSICO DE INSPECCIÓN

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REPRESENTACIÓN DE FISURAS La correcta representación de las fisuras en los planos de planta del edificio constituye un eficaz procedimiento para ayudar a entender el posible origen de la patología.

Fisura de trazado sensiblemente rectilíneo Nº

a h -h Fisura de trazado irregular

Nº

a h1-h2 Fisura de trazado curvo

Nº Nº

a h1-h2 nº de fotografía en la que se recoge la fisura

ancho de fisura en mm a h1-h2 alturas sobre el suelo a las que se inicia y termina la fisura

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2 0 5 , 0

5 5 4

4

0 1

5 4

4 , 2 5 , 0

4 , 2 5 , 0

2

3

5 4

5 4

1 1

2 1

13 9 0 2 0-3,6

9

5 0 5 0-3,6

6 0 2 3-3

7 0 4 3-3

8 0 3 3,6-3,6

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Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

SINTOMATOLOG A PATOL GICA

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MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

FISURACIÓN Rotura en la masa de hormigón que se manifiesta exteriormente con un desarrollo lineal. La fisuración se produce siempre que la tensión, generalmente de tracción, a la que se encuentra .

CONTROL DE LA

DE LAS FISURAS

Las fisuras constituyen frecuentemente un síntoma patológico Incrementan el riesgo de corrosión de armaduras Efecto estético Riesgo psicológico Microfisuras Fisuras Macrofisuras

Las personas son capaces de distinguir fisuras cuyo anc o en c mas e m me ro es gua o super or a la distancia del observador a la fisura en metros

En general carecen de importancia e < 0,05 mm En general son poco peligrosas, salvo en ambientes 0,1 < e < 0,2 mm agresivos en los que pueden favorecer la corrosión. Son las fisuraciones que pueden tener repercusiones e > 0,2 mm estructurales de importancia

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FISURÓMETROS Herramientas que permiten medir el grueso de una fisura.

Instrumento que tiene una o dos lentes de aumento y una . Permite medir el grueso de la fisura con una precisión de hasta 0,1 mm. Para medir se debe superponer el cuentahílos en la fisura.

FISURÓMETRO DE REGLETA permanente en cada lado de la fisura. Lleva incorporada una escala graduada que permite hacer un seguimiento de la evolución de la grieta. a sens a es e as a , mm.

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DEFORMÓMETRO EXTENSÍMETRO ELÉCTRICO Está constituido por un captador eléctrico de esp azam entos, e extens metro e ctr co, que se coloca a un lado de la fisura, un elemento de referencia situado al otro lado, y un sistema de ad uisición de datos.. Su funcionamiento se basa en la captación de un potencial eléctrico generado por el extensímetro al Este aparato tiene mucha más precisión que producirse el movimiento en la fisura. erm e rea zar una programac n prev a. los anteriores, hasta 0,001 mm.

Instrumento constituido por una pieza metálica extensible con un comparador en la parte central que capta las variaciones de longitud. Se deben fijar dos tetones, uno a cada lado de , deformómetro sobre ellos.

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CAUSAS

Asiento plástico, retracción plástica, contraccíón Fisuración por causas , , , intrínsecas del propio material corrosión de armaduras Fisuración debida a acciones Solicitaciones excesivas, deformaciones impuestas exteriores

Fisuras vivas

Cuando continúan en movimiento, abriéndose o cerrándose

Fisuras muertas

Si están ya estabilizadas.

NO ESTRUCTURALES

Son las producidas en el hormigón, bien durante su estado plástico, bien después de su endurecimiento, pero generadas por causas intrínsecas, es decir, debidas al comportamiento de sus materiales constituyentes (asiento pl stico, retracci n pl stica, contracción térmica inicial, retracción hidráulica, afogarado…)

ESTRUCTURALES

Son las debidas al alargamiento de las armaduras o a las excesivas tensiones de tracción o compresión producidas en el hormigón por los esfuerzos derivados de la a licación de las acciones exteriores o de deformaciones impuestas

ESTADO

CLASIFICACIÓN

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MECANISMOS DE DAÑO Y FISURACIÓN Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN Asentamiento lástico

DEL ENDURECIMIENTO

PLÁSTICAS

ESTADO PLÁSTICO

MOVIMIENTOS

Retracción plástica Movimientos del encofrado Retracción hidráulica FÍSICAS Afogarado Corrosión del acero QUÍMICAS

DE FISURAS

Reacción árido-álcalis Carbonatación del hormigón

DESPUÉS DEL ENDURECIMIENTO ESTADO ENDURECIDO

Coacción térmica interna HIGROTÉRMICAS

Variaciones estacionales de temperatura Ciclos hielo-deshielo Por cargas directas

ESTRUCTURALES

Tracción simple y compuesta, compresión simple y compuesta, esfuerzo cortante y rasante, torsión, punzonamiento, anclaje y solapo, pandeo

Por deformaciones impuestas Fluencia, variaciones térmicas e higrométricas, pretensado, asientos del terreno

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TIPOS DE FISURAS A, B , C

ASENTAMIENTO PLÁSTICO

D, E, F

TÉRMICA CONTRACCIÓN G, H TÉRMICA RETRACCIÓN DE I SECADO A LARGO PLAZO



J, K AFOGARADO CORROSIÓN DE ARMADURAS REACIÓN ÁRIDON ALCALIS

L, M

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EDAD DE APARICIÓN DE FISURAS

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FISURACIÓN NO ESTRUCTURAL Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

FISURAS POR ASENTAMIENTO PLÁSTICO SON LAS PRODUCIDAS POR EL ASENTAMIENTO DEL HORMIGÓN CUANDO SE PRODUCE LA EXUDACIÓN 

Se producen en las 3 primeras horas



La probabilidad de fisuración por asiento aumenta en hormigones plásticos y blandos siendo menor cuando se emplean mezclas secas



Si el asiento no está coartado no produce daños



Son fisuras amplias (0,15 a 0,30mm) de poca profundidad y escasa trascendencia

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C I T S Á L P O T N E I S A R O N Ó I C R U S I F

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DE DIFERENTE PROFUNDIDAD C I T S Á L P O T N E I S A R O



Conviene disponer armaduras de esquina para coser las eventuales fisuras.



Disponer juntas horizontales en los cambios de altura, dejando transcurrir unas dos horas para que la masa fresca asiente antes de continuar con el hormigonado por encima del plano de unión.

N Ó I C R U S I F

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FISURAS POR RETRACCIÓN PLÁSTICA SON LAS PRODUCIDAS CUANDO LA PÉRDIDA POR EVAPORACIÓN EXCEDE LA CANTIDAD DE AGUA APORTADA POR LA EXUDACI N

e pro ucen en re a

y a

ora



Se producen con más frecuencia en estructuras superficiales



La probabilidad de fisuración aumenta cuando el hormigonado se produce con viento en época calurosa de climas secos.



Son fisuras amplias y normalmente poco profundas (<30mm) de escasa trascendencia estructural

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FISURACIÓN POR MOVIMIENTOS DEL ENCOFRADO

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FISURACIÓN POR CONTRACCIÓN TÉRMICA INICIAL SON LAS PRODUCIDAS CUANDO EL GRADIENTE TÉRMICO QUE HAY DESDE EL INTERIOR DE LA PIEZA AL EXTERIOR GENERA UNAS TENSIONES DE TRACCIÓN SUPERIORES A LAS QUE PUEDE SOPORTAR EL HORMIGÓN A ESAS EDADES 

Se producen entre el 1º y 5º día de edad



El riesgo de fisuración es mayor si la contracción térmica está coartada bien por coacción interna o externa.

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FISURACIÓN POR CONTRACCIÓN TÉRMICA INICIAL

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FISURACIÓN NO ESTRUCTURAL Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN L A I C I N I A C I M R T N Ó I C C A R T N C R O P N Ó I C A U S I F

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EH-91. Tabla 38.3 CUANTÍAS GEOMÉTRICAS EN TANTO POR MIL REFERIDAS A LA SECCIÓN TOTAL DE HORMIGÓN

EHE. Tabla 42.3.5 CUANTÍAS GEOMÉTRICAS EN TANTO POR MIL SECCIÓN TOTAL DE HORMIGÓN

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FISURACIÓN DE AFOGARADO O EN MAPA SON UN TIPO DE RETRACCIÓN PLÁSTICA SUPERFICIAL INTENSA 

Se producen en los primeros 15 días después del vertido.



Son fisuras superficiales generalmente de poca profundidad (< 1cm) y de 0,05 a 0,5mm de anchura.



Las fisuras sur en or la desecación su erficial del hormigón, cuando el cemento aún no ha terminado de fraguar y endurecer. Al existir una pérdida de agua por evaporación el efecto de contracción es .



Las fisuras de afogarado se presentan casi siempre en superficies horizontales.



La probabilidad de fisuración aumenta a mayor superficie de exposición y menor espesor del elemento.

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FISURACIÓN POR RETRACCIÓN HIDRÁULICA SON LAS PRODUCIDAS POR LA DISMINUCIÓN DE VOLUMEN QUE EXPERIMENTA EL HORMIGÓN ENDURECIDO, CUANDO ESTÁ EXPUESTO AL AIRE CON HUMEDAD NO SATURADA Se producen entre los primeros 15 días y el 1er año.  

La fisuración se roduce si la reducción de volumen está coartada.



La retracción hidráulica crece con la relación A/C, con el contenido de cemento con la se uedad del ambiente.



La probabilidad de fisuración aumenta con la relación superficie/volumen del elemento.



Son fisuras finas que afectan en profundidad a la pieza.



son el primer verano y la primera vez que se calefacta el edificio. 

retracción plástica o de contracción térmica debido a que estas fisuras tempranas no han sido observadas en su momento

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A C I L U Á R D I N Ó I C C A R T E R O P N Ó I C A R U I F

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FISURACIÓN ESTRUCTURAL Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

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FISURACIÓN POR EXPANSIONES EN EL HORMIGÓN SON LAS PRODUCIDAS POR CUALQUIER FENÓMENO DE CARÁCTER EXPANSIVO QUE TENGA LUGAR EN EL INTERIOR DEL HORMIGÓN CORROSI N DE ARMADURAS REACCIÓN ÁRIDO-ÁLCALI Reacción entre al unos ti os de áridos silíceos oco frecuentes en Es aña los álcalis del cemento que pueden dar lugar a reacciones expansivas que se manifiestan inicialmente mediante una fisuración superficial del hormigón ACCIÓN HIELO-DESHIELO El agua que penetra en la estructura porosa del hormigón, al congelarse aumenta su volumen en un 9%, lo que genera tensiones que puede producir la fractura del hormigón.

OTRO TIPO DE DAÑOS EN EL HORMIGÓN CONTACTO CON SUELOS AGRESIVOS CARBONATACIÓN DEL HORMIGÓN Reacción ácida de excepcional importancia en la durabilidad del hormigón. Se debe a la penetración del CO2 del aire atmosférico en la estructura porosa de la zona superficial del hormigón que reacciona con la cal formando carbonato cálcico y reduciendo el pH hasta valores del orden de 9, con lo que se pierde completamente la eficacia del hormigón como elemento protector de las armaduras frente a la corrosión.

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FISURACIÓN POR 62

FISURACIÓN POR CORROSIÓN DE ARMADURAS Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN

FISURACIÓN POR CORROSIÓN DE ARMADURAS 

,

Las armaduras están protegidas frente a la corrosión por la basicidad del hormigón (pH de 12 a 13). que lo origina. Ello genera inicialmente fisuras con el mismo trazado que las barras afectadas, y después el desprendimiento del hormigón circundante.



La mejor protección contra la corrosión es un recubrimiento bien compacto y de suficiente espesor.



, compacto el espesor del recubrimiento influye en la durabilidad elevado al cubo. Un recubrimiento doble proporciona una protección 8 veces más eficaz. Si el hormigón es poco compacto o poroso, la eficacia del recubrimiento es prácticamente nula independientemente de su espesor.

A/C= 0,5

A/C= 0,8

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FISURACIÓN POR CORROSIÓN DE ARMADURAS Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN 13

21

13

variable 14 34

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FISURACIÓN Rotura en la masa de hormigón que se manifiesta exteriormente con un desarrollo lineal. , encuentra sometido el material sobrepasa su resistencia última.

,

importancia se ha incrementado con el uso de las armaduras de alta resistencia. Los métodos de cálculo tienen or ob eto estimar el ancho de fisur as se deben tomar medidas para mantenerlo siempre por debajo de unos determinados límites.

CONTROL DE LA FISURACIÓN

Las fisuras constitu en frecuentemente un síntoma atoló ico Incrementan el riesgo de corrosión de armaduras Efecto estético Ries o sicoló ico

Las personas son capaces de distinguir fisuras cuyo ancho en décimas de milímetro es igual o superior a a s anca e o serva or a a sura en me ros

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RIESGO ESTÉTICO ANCHOS DE FISURA ACEPTABL ES DESDE EL PUNTO DE VISTA ESTÉTICO

RIESGO PSICOLÓGICO El usuario identifica en ocasiones la existencia de fisuras con un supuesto riesgo de hundimiento. Los métodos de cálculo asocian el ancho máximo de fisura a un nivel de confianza del 95%, es decir, no puede excluirse la posibilidad de algunas fisuras de ancho superior al reglamentario. Criterio práctico: el ancho de la fisura en décimas de mm es igual a la distancia del observador en m.

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FISURACIÓN DE ACUERDO CON EHE-08



El riesgo de corrosión de origen tensional no sólo depende del ancho de la fisura, sino también del tiempo que ésta esté abierta.



En consecuencia, la comprobación debe hacerse bajo la combinación de acciones casipermanentes.



Estos aspectos han sido considerados por EHE-08 al establecer los límites de la anchura w max

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FISURACIÓN ESTRUCTURAL Javier Estévez Cimadevila PATOLOGÍA Y RECUPERACIÓN DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN 

En estructuras normales de edificación en ambiente no agresivo, de no efectuar un estudio detallado de la fisuración, deben respetarse los recubrimientos señalados en la tabla anterior y las siguientes limitaciones de los diámetros empleados. (Este criterio no lo recoge EHE-08)



La fisuración y la corrosió n demandan estrategias distint as que frecuentemente exigen llegar a una solución de comprom iso.



Desde el punto de vista de la fisuración es mejor emplear diámetros pequeños y recubrimientos reducidos.



Desde el punto de vista de la corrosión es preferible el empleo de recubrimientos elevados en combinación con diámetros gruesos.



En mucho s casos, la ún ica estrategia factible es aumentar la c uantía de las armaduras p ara reducir su tensión y por tanto la fisuración.

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PLANTEAMIENTO GENERAL PARA HORMIGÓN ARMADO 

Supongamos un tirante de hormigón armado con armadura simétrica y sometido a tracción centrada.



Cuando en una sección se alcanza la resistencia a tracción del hormi ón se roduce la fisura.. Las tracciones que antes eran resistidas conjuntamente por el hormigón y el acero se transfieren bruscamente a las armaduras que ahora cosen la fisura. En consecuencia las armaduras experimentan un brusco incremento de tensión y alargamiento. A partir de la sección en la que se pro u o a sura, as arma uras, por a erenc a, n c an su anc a e ras r en o par e e su uerza al hormigón que las rodea. En consecuencia, el hormigón incrementa paulatinamente su tensión y las armaduras reducen su tensión y su alargamiento. La situación progresa hasta que de nuevo se alcanza la tensión de tracción del hormigón formándose una nueva fisura. 

Para calcular el ancho medio w med de fisura, necesitamos conocer el alargamiento medio del acero €sm y la separación media entre fisuras s m

w k    w m    s m   sm  w max β: coeficiente que convierte el



valor medio en valor característico

= 1,3 si la fisuración está producida por acciones indirectas = , en e res o e os casos. La diferencia en el valor de β se debe a la evidencia experimental de una menor dispersión en los resultados en el caso de la fisuración por acciones indirectas β





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SEPARACIÓN MEDIA ENTRE FISURAS

  Ac ,eficaz sm  2 c  0, 2 s  0, 4 k1  s

c = recubrimiento de las armaduras traccionadas, en mm. s = se aración entre e es lon itudinales de barras o de ru os de barras en contacto en mm En el caso de vigas, s es el ancho del alma dividido por el número de barras o grupos de barras, situados al mismo nivel. Se debe tomar el nivel que conduzca al máximo valor de s. Si s>15Ø se introduce s=15Ø en la fórmula

k1 = coeficiente dependiente de la distribución de tensiones de tracción en la sección de la pieza: k1 = 0,125 (flexión simple) 1=

k1 =

,

racc n s mp e

+ε2

ε 1



(tracción compuesta)

1

Ø = diámetro en mm de la barra traccionada más gruesa, o diámetro equivalente en el caso de grupos de barras    n e

As = Sección total de las armaduras situadas en el área Ac,eficaz

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Ac,eficaz



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ALARGAMIENTO MEDIO DEL ACERO

 sm

2   sr   s 1  k 2   s  c    c     0, 4 E s Es  E s   s   

s

s 

εsm = alargamiento medio relativo de la armadura respecto al hormigón que la rodea. σs = tensión de servicio de la armadura pasiva en la hipótesis de sección fisurada σ = tensión de la armadura asiva en la sección fisurada en el instante en el ue se fisura el

hormigón, lo que se supone se produce cuando la tensión de tracción en la fibra mas traccionada 2 de hormigón alcanza el valor de f cm,fl f = 0, 30  3 f ct m,fl

ck

E = Módulo de deformación longitudinal del acero k2 = 1 para la primera carga instantánea de la pieza (pruebas de carga, ensayos de laboratorio) k2 = 0,5 para los restantes casos (cargas de larga duración) De forma simplificada pueden adoptarse los siguientes valores  s=

Mk 0, 8 d A

Mf  sr = 0, 8 d A

2 b h

Mf = f ct m,fl  W1 ≈ f ct m,fl 

6

Mk= Momento para el que se comprueba el estado límite de fisuración Mf = Momento de fisuración, es decir, aquel que provoca una tensión en la fibra más traccionada de valor f ctm,fl W1= Módulo resistente homogeneizando la sección. Puede sustituirse de forma aproximada por la sección bruta de hormigón.

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PATOLOGIA HORMIGON-02

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