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• Jf Leonardo

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Asocreto  realiza  este  seminario  con  el  propósito  de  informar  en  temas   generales  relacionados  con  el  concreto.  La  información  y  conceptos   expresados,  así  como  el  uso  que  se  haga  de  ellos,  no  representan   responsabilidad  alguna  para  ASOCRETO  o  el  InsEtuto  del  Concreto,  ni   para  los  conferencistas  o  sus  empresas.  La  información  y  conceptos   deben  ser  uElizados  por  las  personas  bajo  su  responsabilidad  y  criterio.   Los  conceptos  expresados  no  son  una  asesoría  para  una  obra  en   parEcular.   De  acuerdo  con  el  decreto  2888  del  31  de  julio  de  2007,  la  modalidad  de   Educación  Informal  no  conduce  a  Ntulo  alguno  o  cerEficado  de  apEtud   ocupacional.

FISURAS EN PAVIMENTOS Causas, prevención y tratamiento

CONTENIDO 1. GENERALIDADES 2. TIPOS DE FISURAS EN PAVIMENTOS 3. CAUSAS DEL FISURAMIENTO 4. TRATAMIENTO

1. GENERALIDADES Prólogo del ACI 302: Aun con los mejores diseños del piso y con la construcción apropiada, no es realista esperar resultados completamente libres de grietas y de alabeos. Por lo tanto, todo propietario debe ser advertido por el diseñador y por el contratista, que es normal esperar algunas cantidades de agrietamiento y alabeo en todo proyecto …” La aplicación de la guía del ACI 302, permite solamente una reducción del agrietamiento y alabeo.

El Concreto es un excelente material, pero siempre….

Se Contrae

Se Alabea

Se Agrieta

La contracción del concreto es un fenómeno conocido, muy estudiado en los últimos años. Se trata de su reducción de volumen. El concreto cambia ligeramente de volumen por varias razones y la comprensión de la naturaleza de estos cambios es útil para el planeamiento o análisis de las obras de concreto. El concreto, por razones que analizaremos más adelante, se encoge o se hincha en las tres dimensiones. …Pero eso no necesariamente tiene que ser un problema El concreto por su propia naturaleza debe contraerse. Si tenemos un diseño de concreto con una a/c=0.5 y 300 kg de cemento, quiere decir que tengo 150 lts de agua en la mezcla. Esta agua es necesaria para manejabilidad y evidentemente para que el cemento reaccione, es decir para hidratar el cemento. Pero cuanta agua necesita el cemento para hidratarse? La consistencia del cemento es algo asi como la relación agua cemento química y normalmente es de 0.20, eso quiere decir que el cemento toma el 20% del agua de la mezcla para hidratarse, el resto del agua es agua de evaporación, entonces 130 lts de agua salen de la masa de concreto.

Si el concreto se encogiera libremente no habría ningún problema! Quizá un pequeño faltante de altura en una columna o vigas y losas un poco mas cortas.... El lio es que, ya en la estructura, el concreto está amarrado a algo!

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A otro elemento estructural A la fundación o a la base a la misma armadura que restringe el movimiento

Y esos amarres pueden generar esfuerzos de tensión (tracción) considerables. Si el concreto fuera libre de cualquier restricción para deformarse, los cambios normales de volumen tendrían pocas consecuencias, pero, como el concreto es servicio normalmente se restringe por los cimientos, subrasantes, refuerzo o elementos conectados se pueden desarrollar esfuerzos considerables.

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El concreto es muy bueno para resistir esfuerzos de compresión, pero no muy bueno a la tensión.

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Cuando la fuerza de tensión aplicada a un elemento de concreto supera su resistencia a tensión, aparecen las fisuras.

El concreto es un material que puede ofrecer muy buenas resistencias a Compresión, pero la Resistencia a tensión no es su mayor cualidad…es muy baja

Un aproximado es f´t ≈ 10%f´c CAUSAS: •

Expansión lineal

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Contracción ocasionada por ciclos de temperatura y humedad

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Efectos químicos: Contracción por carbonatación, ataque por sulfatos y expansión causada por RAA.

Los cambios de volumen en el concreto empiezan una vez se hace la colocación del mismo.

Por qué se deben controlar? 1. Deterioran la durabilidad 2. Afectan la integridad estructural 3. Estéticamente indeseables

Conceptos: Fisura: Aberturas incontroladas que afectan la superficie del elemento o que tiene una profundidad parcial

Grieta: Aberturas incontroladas que afectan el espesor total del elemento

Fractura: Aberturas incontroladas que afectan el espesor total y hay separación del elemento.

El concreto como material de construcción posee unas características básicas: •

Moldeable en su estado inicial

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Funciona muy bien a compresión

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Estable y resistente al medio ambiente

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Bajo costo

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Moderada resistencia al fuego

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Dureza superficial

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Incremento de resistencia con el tiempo

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Sufre retracción

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La hidratación de cemento es exotérmica

2. TIPOS DE FISURAS EN PAVIMENTOS De acuerdo con el mecanismo o proceso de falla

Térmicas ANTES DE ENDURECER

Físicas Mecánicas Físicas

Químicas DESPUES DE ENDURECER Térmicas

Daños por congelación temprana Retrácción plástica Asentamiento plástico Movimientos de la formaleta Movimientos de la subrasante Retracción de los agregados Retracción por secado Aleatorias Corrosión del refuerzo Reacción Alcali-Agregados Carbonatación del cemento Ciclos helado/deshelado Variaciones en la temperatura Contracción térmica temprana

Mecánicas

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Restricciones externas Gradientes térmicos internos

Sobrecargas accidentales Cargas de diseño

Retracción plástica: Perdida de humedad rápida de la superficie que supera la tasa de sangrado. La tasa de evaporación depende de variables como humedad relativa, temperatura ambiente, temperatura del concreto y viento. Ocurre en las primeras horas cuando el concreto aún está fresco antes de endurecerse. Asentamiento plástico: Contracción vertical de los materiales cementantes frescos, antes del inicio de fraguado, y el resultado del sangrado o exudación. Movilización de agregados, el concreto continúa consolidándose y es interrumpido por acero. Retracción por secado: El concreto se contrae por pérdida de humedad, secamiento de la pasta, durante el secado el concreto se contrae, donde haya restricción el movimiento ocurre libremente y no desarrolla esfuerzos y fisuras. La contracción en concreto reforzado es menor que aquella del concreto simple y la diferencia depende de la cantidad de refuerzo. El acero de refuerzo restringe pero no previene, la contracción por secado. La contracción puede continuar por muchos años, dependiendo del tamaño y de la forma del concreto. Normalmente el 35% de la contracción ocurre en el primer mes, en el primer año el 90%. Contracción térmica: Diferencias de temperatura en un elemento de gran volumen, o alto contenido de cemento pueden generar fisuración. La reacción por la hidratación del cemento es exotérmica, es decir, libera calor, en elementos

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de grandes volúmenes este calor se retiene y no se disipa, esto ocurre durante las primeras horas. Fisuras de origen Químico: algunas reacciones químicas pueden provocar fisuración, origen de los materiales que componen el concreto o que están a su alrededor. Alcali-agregado provoca una formación de un gel expansivo que provoca deterioro del concreto. Aguas sulfatadas, los sulfatos penetran en la pasta y entran en contacto con el aluminato, este compuesto aumenta de volumen, elevando las tensiones y causando el deterioro. Corrosión de armaduras: es un proceso electro-quimico que requiere un agente metal, humedad y flujo de electrones dentro del metal. Sobrecargas: Muchas veces las cargas sobre pavimento durante la construcción pueden ser mas severas que las que soportara la estructura en servicio.

3. CAUSAS DEL FISURAMIENTO DISEÑO. 

Juntas interrumpidas

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Junta mal diseñada

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Ausencia de juntas

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Relación de forma

CONSTRUCCIÓN: 

Juntas ancladas

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Pasadores mal puestos

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Profundidad deficiente:

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Vibrado deficiente:

Juntas mal cortadas:

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Espesor deficiente:

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Mal curado

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Interpretaciones Erróneas:

DESEMPEÑO: •

Desportillamiento de juntas

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Mantenimiento de sellos

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Desconfinamiento lateral

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Bombeo

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Falla en la subbase

4. TRATAMIENTO: Antes de reparar las fisuras es importante identificar primero su ubicación y extensión. Se deberá determinar si las fisuras observadas indican problemas estructurales actuales o futuros, considerando las condiciones actuales y las condiciones de carga anticipadas para el futuro. Se deben revisar los planos, especificaciones y registros de construcción y mantenimiento. Si estos documentos no proporcionan información necesaria, antes de proceder con las reparaciones se debería efectuar una investigación in situ y un análisis estructural completo. Las fisuras se debe reparar si estas reducen la resistencia, rigidez o durabilidad de la estructura a niveles inaceptables o si la función estructural resulta seriamente perjudicada. a. b. c. d. e. f. g. h.

Identificación del daño Clasificación Registro Definir causa Definir la reparación adecuada Diseño de la reparación Reparación Monitoreo y seguimiento

SISTEMAS DE REPARACIÓN 

Reparación a profundidad parcial: Estas reparaciones se hacen en el caso de descascaramientos, que pueden ocurrir a lo largo de las juntas y grietas longitudinales. Se tratan de fallas parciales por lo que los procedimientos de reparación son localizados y no más profundos que 1/3 del espesor de la losa. Siempre se deben realizar los bordes con pulidora y con formas regulares, y la mínima profundidad debe ser de 4 cm, no se deben usar herramientas de gran tamaño que puedan afectar el concreto circundante.

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Reparación a profundidad total: Cuando tenemos fisuras o deterioros que comprometen la totalidad del espesor y el funcionamiento de la losa, se pueden realizar reparaciones de profundidad total. Estas reparaciones deben realizarse con cuidado para no afectar el concreto adyacente. Si la fisura afecta mas de 1/3 del espeso, se debe hacer reparación de profundidad total.

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Inserción de barras de transferencia: Se realizan multiples cortes, para alistar la ranura, este procedimiento no es recomendado para altos rendimientos. La ranura debe estar ubicada a !/2 del espesor de la losa y en la mitad de la junta. Debe quedar minimo 15 cm de barra en cada losa, la barra debe estar lubricada, y normalmente se le ponen aletas que ayudan a ubicar la barra, estas aletas quedan ajustada contra las paredes de la ranura.

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costura de fisuras: El cosido cruzado es una técnica de reparación que puede aplicarse tanto en juntas como fisuras longitudinales siempre y cuando las mismas se mantengan cerradas y no presenten escalonamientos ni desportillamientos. Para el caso específico de fisuras longitudinales, el objetivo del cosido cruzado es anclar las mismas mediante barras de acero corrugado con el fin de evitar que migren hacia losas contiguas a la vez mantener una adecuada transferencia de carga mediante trabazón entre agregados. a. Principales aplicaciones: b. Anclado de fisuras longitudinales para evitar que migren a losas vecinas y asegurar transferencia de carga. c. Anclado de losas adyacentes ejecutadas endistintas etapas (ampliaciones no previstas). d. Anclado de carriles o banquinas que comienzan asepararse o escalonar. e. Refuerzo de juntas longitudinales machihembradas(aeropuertos y terminales de carga)

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Resellado de fisuras: Para sellar superficies de concreto, fisuras finas superficiales se utilizan sistemas a base de resinas de bajos contenidos de solidos y baja viscosidad, fácil llenado.