PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0“UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE” FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN Alumna: Fernández Marcelo Geraldine Gisell Profesor: Ing. Gonzalo León de los Ríos Curso: TESIS II Título del trabajo: “TRABAJO DE INVESTIGACION DE PATOLOGIAS DEL CONCRETO” Ciclo: VII 1 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 PATOLOGIA DEL CONCRETO La Patología del Concreto se define como el estudio sistemático de los procesos y características de las “enfermedades” o los “defectos y daños” que puede sufrir el concreto, sus causas, sus consecuencias y remedios. En resumen, en este trabajo se entiende por Patología a aquella parte de la Durabilidad que se refiere a los signos, causas posibles y diagnóstico del deterioro que experimentan las estructuras del concreto. El concreto puede sufrir, durante su vida, defectos o daños que alteran su estructura interna y comportamiento. Algunos pueden ser congénitos por estar presentes desde su concepción y/o construcción; otros pueden haberlo atacado durante alguna etapa de su vida útil; y otros pueden ser consecuencia de accidentes. Los síntomas que indican que se está produciendo daño en la estructura incluyen manchas, cambios de color, hinchamientos, fisuras, pérdidas de masa u otros. Para determinar sus causas es necesaria una investigación en la estructura, la cual incluye: Conocimiento previo, antecedentes e historial de la estructura, incluyendo cargas de diseño, el microclima que la rodea, el diseño de ésta, la vida útil estimada, el proceso constructivo, las condiciones actuales, el uso que recibe, la cronología de daños, etc. Inspección visual que permita apreciar las condiciones reales de la estructura. Auscultación de los elementos afectados, ya sea mediante mediciones de campo o pruebas no destructivas. Verificación de aspectos de la mezcla de concreto que pueden ser importantes en el diagnóstico, tales como la consistencia empleada; tamaño máximo real del agregado grueso empleado; contenido de aire; proceso de elaboración de los especímenes; 2 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE Correspondiendo al Ingeniero Constructor y a la Supervisión comprobar que se cumplan las Normas ASTM correspondientes. y los procedimientos de protección y curado. verificación de características especiales o adicionales. la resistencia. y todo ello se refleja en su seguridad. de acuerdo a Norma. cantidad y magnitud de los procesos de degradación de las armaduras de refuerzo. de manera de facilitar la toma de decisiones sobre su empleo. Conocimiento del diseño y cálculo de la estructura. los cuales determinan. a través del tiempo. las prácticas constructivas. con la frecuencia y alcance indicados en las especificaciones de obra. funcionalidad. dos se emplearán en la ejecución de ensayos para evaluación de las propiedades mecánicas (una para cada ensayo) y tres para efecto de los demás ensayos. Se recomienda que las muestras para los ensayos de calidad de cada diámetro del acero empleado.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 procedimiento de determinación de las resistencias en compresión. hermeticidad y apariencia. recordando que sus condiciones superficiales influyen. en suma en su comportamiento y vulnerabilidad. Estas muestras deben ser seleccionadas al azar y se definen como un conjunto de barras o rollos extraídos aleatoriamente de un lote. Deben tomarse muestras representativas del acero de refuerzo. los materiales empleados. Una muestra se considerará como una fracción extraída de la barra o rollo con una longitud de un metro para ser sometida al ensayo. 3 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . del que se obtiene la información necesaria que permita apreciar una o más de las características. flexión y tracción. Verificación que el acero de refuerzo cumpla con la resistencia requerida por el Ingeniero Estructural de acuerdo con las especificaciones indicadas en los planos y memoria de cálculo de las estructuras. rigidez y permeabilidad de la estructura. deben estar conformadas cuanto menos por cinco unidades de productos de características similares por cada 40 toneladas o cantidad inferior. según requerimientos. los cuales son factores determinantes del comportamiento de la estructura en el tiempo Conocimiento del tipo. debe contener como mínimo lo siguiente: Nombre y dirección de la obra. Nombre y firma del responsable del ensayo y el Director del Laboratorio. Características del corrugado. malla.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 De acuerdo con las especificaciones técnicas definidas por el Ingeniero Estructural. alambre. Una recomendación final muy importante es que cuando se requiere protección del acero de refuerzo contra el fuego. y con las exigencias y tolerancias definidas en las Normas ASTM ó NTP. Para ello deben respetarse las Normas que hacen referencia a los requisitos de recubrimiento del refuerzo convencional y de tendones de refuerzo no adheridos. 4 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . si lo hay. Conformidad con la Norma de Fabricación. Peso por unidad de longitud de la barra. o torón de refuerzo y su conformidad con las variaciones permitidas y su diámetro nominal. el certificado de calidad de las propiedades y características de cada diámetro suministrado del acero de refuerzo. los recubrimientos deben incrementarse. Norma bajo la cual se fabricó el material y bajo la cual se efectúan los ensayos. lo que se verá en detalle en el Capítulo correspondiente. incluyendo resistencia a la fluencia y resistencia última. El valor mínimo de recubrimiento con concreto para la protección de las armaduras debe ser de por lo menos 35 mm. Resultados el ensayo de tracción. y porcentaje de alargamiento obtenido del ensayo. así como de su forma de control. Fecha de recepción de las muestras y de realización de los ensayos. La importancia del ataque debido a procesos corrosivos justifica un tratamiento especial de las causas y consecuencias del mismo. a la rigidez de la carpeta entre otras. estas grietas son consideras una falla estructural severa y generalmente vienen acompañadas de ahuellamientos si la base y la sub base son débiles Reparación: Sellado superficial. Nivel de Severidad: Baja: Grietas muy finas longitudinales y paralelas. con poca o ninguna interconexión Media: Grietas más desarrolladas e interconectadas con una pequeña desintegración de los bordes. producida por la fatiga del pavimento Posibles Causas: Causadas por la fatiga que sufren las capas asfálticas al ser sometidas a las cargas repetidas del tránsito. Alta: Las grietas se desarrollan de tal forma que muestran bloques (partículas) bien definidos con fuerte desintegración de los bordes Las grietas comienzan en el fondo de la capa y se propagan a la superficie. En caso de presentar severidad alta se debe sustituir la carpeta asfáltica realizando un bacheo profundo. pudiendo estar asociada al poco espesor.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 PATOLOGIA DE PAVIMENTOS FLEXIBLES PATOLOGIA DE PAVIMENTOS FLEXIBLES PIEL DE COCODRILO Descripción: Serie de grietas interconectadas en forma de tela de gallinero o piel de cocodrilo. 5 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . grietas sin sellar hasta 76mm con grietas finas adyacentes. grietas sin sellar de más de 76mm de ancho. Preparación: En severidades baja y media limpiar con aire comprimido y sellar con cemento asfáltico. reflexión de grietas provenientes del interior de la capa asfáltica. (Manual PCI) de severidad media a alta es posible el paso del agua a la base y sub base ocasionando migración de finos y una consecuente pérdida de capacidad de soporte. grietas selladas de cualquier ancho Media: Grietas sin sellar de ancho entre (10mm y 76mm).PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 GRIETAS LONGITUDINALES Descripción: Grietas formadas en la dirección longitudinal de la vía Posibles Causas: Construcción defectuosa en las juntas de construcción. grietas selladas de cualquier ancho con grietas finas adyacentes. Alta: Grietas selladas o sin sellar con grietas adyacentes de media y/o alta severidad. 6 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . En severidades altas evaluar las capas inferiores. grietas de cualquier ancho en las que varios centímetros del pavimento adyacente está severamente dañado. dilatación y contracción en la mezcla asfáltica por cambios extremos de temperatura. Nivel de Severidad: Baja: Grietas sin sellar de ancho inferior a 10mm. quema de combustibles. quema de Vehículos. Nivel de Severidad: Se definen tres niveles de severidad ( Bajo. Posibles Causas: Quema de cauchos. aumento de la rigidez de la mezcla. además se produce disgregación Reparación: Tratamiento superficial para severidades medias y bajas. Media. quema de basuras. En severidades altas y de acuerdo a la intensidad de la afectación se debe escarificar y reponer la carpeta. adhesión del material incinerado en la carpeta. 7 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE .PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 PERDIDA DE FLEXIBILIDAD DE LA CAPA DE RODAMIENTO POR INCENDIO EN SU SUPERFICIE Descripción: Exposición del agregado. Alto) en función del área afecta (m 2 ) Baja: Menor de 1 m 2 Media: De 1 a 5 m 2 Alta: Mayor de 5 m 2 Este efecto genera perdida de flexibilidad ( la carpeta se vuelve frágil). 8 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . son similares a los producidos en pavimentos flexibles. está causado por la deformación permanente de la explanada debido a una compactación insuficiente. DEFORMACIONES: Este tipo de patologías afectan a la nivelación geométrica del pavimento.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 PATOLOGIAS EN PAVIMENTOS RIGIDOS Los deterioros y patologías observados en este tipo de pavimentos. Para su clasificación seguiremos la tabla siguiente. pudiéndose producir discontinuidades en las losas que provoquen su deterioro a largo plazo. aunque se producen de diferente manera y sus efectos son distintos. Las más frecuentes son: ESCALONAMIENTO: Se da cuando un borde en una junta aparece hundido y el otro levantado. ASIENTO: Descenso de la superficie de la carretera. y normalmente está producido por un asiento diferencial de la explanada o debido a la acción del tráfico en losas agrietadas o con juntas sin pasadores. acción del hielo o variaciones en el contenido de humedad. debido al diferente comportamiento mecánico de ambos grupos. Entre ellas tenemos. ocasionada por alguna de estas causas: * Falta de junta longitudinal * Anchura excesiva de la losa * Asiento lateral de la losa 9 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE .PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 ROTURAS: Dentro de esta clase de patologías se encuentran aquellas que producen la aparición de discontinuidades superficiales y profundas en la losa del pavimento. GRIETA LONGITUDINAL Línea de rotura paralela al eje de la calzada. e incluso su colapso. * Junta de contracción cerrada demasiado tarde * Longitud excesiva de la losa o espesor insuficiente de la losa. Su aparición viene motivada por. ROTURA DE ESQUINA Grieta que se produce oblicuamente en la losa.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 GRIETA TRANSVERSAL: Se trata de una línea de rotura perpendicular al eje de la calzada. Se produce normalmente por una falta de apoyo de la losa o la existencia de sobrecargas en las esquinas. 10 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . * Fenómenos de retracción térmica. entre juntas transversal y longitudinal. ej. Deterioros en Hormigón y Fábricas.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 PATOLOGÍAS EN PUENTES Las grandes estructuras. En el caso de los Puentes. requieren.CAUSAS DE PATOLOGÍAS EN PUENTES Grietas y Fisuras Las causas que originan las grietas y fisuras en puentes son: Incremento de cargas. desprendimientos. 1. Hormigonado durante temperaturas ambiente extremas. pueden estar construidos de diferentes materiales. Sus causas pueden ser: Ausencia o pérdida de recubrimiento en las armaduras. Materiales de mala calidad. de manera que estas estructuras pueden ser: Puentes de Fábrica Puentes de Hormigón Puentes Metálicos Puentes Mixtos (p. los movimientos de asentamiento. por ello. Impermeabilización incorrecta o faltante. Fallos en las cimentaciones. etc. Enraizamiento de árboles y arbustos. que se encuentran bajo la jurisdicción de la Administración Pública. 11 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . Temperaturas extremas. de una planificación cuidada para su correcta conservación. Estos deterioros en pueden aparecer en forma de coqueras. nidos de grava. movimientos sísmicos y la antigüedad de sus estructuras.. para su mantenimiento. Inestabilidad elástica (Pandeo) Hormigón mal vibrado y mal curado. requieren de un mantenimiento periódico programado para conservarlas en buen estado y cumplir así con la función para la cual han sido construidas. los factores climáticos.: acero y hormigón) El uso continuo de estos puentes. son causantes de patologías que aparecen a lo largo del tiempo. Deslizamiento del terreno. 12 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . Pilas Erosionadas Las pilas de los puentes pueden verse afectadas por: Ausencia de tajamares (tajamar: construcción curva agregada a las pilas del puente para dividir la corriente del río) necesarios.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 Ejecución de hormigonado con temperaturas ambientes extremas. Contaminación de áridos. Vibrado insuficiente del hormigón. Acción continua del agua. Efectos por presencias de microorganismos. Inundaciones. Acción continua del agua. Cimentaciones Socavadas Existen diversos factores que pueden socavar los cimientos de los puentes: Cimientos inadecuados. Mala calidad del hormigón. riadas. Depósitos de sales de deshielos. Incorrecta ubicación de los cimientos en cauces. Ausencia de soleras necesarias. Lavado de juntas entre ladrillos por filtraciones. Desgaste o ausencia del material de la junta. Ausencia de protección sobre las superficies metálicas. Deformaciones por impactos o por el ataque de óxido. Fallos en los Apoyos Los apoyos de un puente pueden verse afectados por las siguientes causas: Dimensionamiento incorrecto de los apoyos. Riadas. Exceso o falta de reacción vertical. apoyos. Enraizamiento de árboles. empotramientos. Terreno mal compactado. 13 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . Incremento notable de cargas. Impactos de las máquinas quitanieve. Fallos en las Juntas Dimensionamiento incorrecto de las juntas del puente. etc. Deslizamientos de tierra.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 Muros y Estribos con Deslizamientos o Cabeceos Los muros y estribos de los puentes pueden sufrir deslizamientos o cabeceos originados en: Soluciones estructurales mal ejecutadas: Juntas. acción del agua. Estructuras Metálicas Oxidadas Las estructuras metálicas de los puentes pueden sufrir los efectos de la oxidación originados en: Acción erosiva continua por fenómenos climáticos. PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 14 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . así como también es importante el análisis de los distintos tipos de daños y de las causas que los han originado. PATOLOGIA EN COLUMNAS Y VIGAS Los tipos de falla más importantes que se han registrado en estructuras de concreto armado. es necesario identificar las características que han conducido a las fallas y a los buenos comportamientos estructurales. Por lo general las fallas presentadas en las edificaciones durante eventos sísmicos. defensas. así como en los errores durante la construcción de la obra y el empleo de materiales inapropiados para la edificación. Para entender el comportamiento sísmico de las estructuras. barandillas. Los principales daños estructurales que ocurren durante un sismo. Por impactos en las vigas debido a la falta de gálibo (altura de paso en túneles y puentes). han surgido con la ocurrencia de eventos sísmicos en distintas localidades del mundo. aceras. etc. se originan producto de los defectos en el diseño y configuración estructural.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 Deterioros Por impactos producidos por el tráfico: en bordillos. pretiles. Por desgaste y envejecimiento. Por falta de mantenimiento. pueden deberse a: 15 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . y el acero longitudinal se pandea. Cuando no hay suficiente acero transversal. ocasionando la inestabilidad de la estructura. La manifestación típica es la formación de grietas inclinadas. Se debe colocar el acero transversal (estribos) necesario y estrechamente separado. el concreto no tiene el confinamiento necesario y hay muy poca resistencia a la tensión diagonal. Las fuerzas cortantes impuestas por los sismos. ya que los estribos sirven para mantener confinado al concreto. Cuando la edificación presenta una respuesta sísmica dúctil.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 1. sin que esto afecte su resistencia. Este tipo de fallas ocurren por la gran concentración de esfuerzos originados por las distintas cargas y fuerzas que induce el sismo. 16 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . y cuando éstos son insuficientes el concreto se desconcha. Vigas y columnas con grandes esfuerzos de cortante y de tensión: Las edificaciones deben contar con una capacidad de deformación suficiente para soportar las fuerzas sísmicas. es capaz de soportar elevadas deformaciones. o éste se encuentra muy separado. originan fallas por tensión diagonal. El acero proporciona ductilidad a la estructura. en ángulos de aproximadamente 45°. se astilla. PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 Típica falla por fuerzas sísmicas en columnas. debido a la ausencia de estribos. 17 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . Las vigas también pueden fallar por tensión diagonal provocada por las fuerzas sísmicas. Colapso de las columnas. 18 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . Conexiones viga-columna con falla de adherencia: En las conexiones entre los distintos elementos estructurales. se originan condiciones complejas y elevadas concentraciones de esfuerzos.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 2. Las conexiones pueden fallar por la escasez de anclajes de refuerzo entre las columnas y las vigas. 3. que conducen a numerosos casos de falla. Falla causada por entrepisos que no poseen adecuada resistencia al corte: El colapso de los edificios se debe generalmente a la poca resistencia que tienen las columnas para resistir cargas laterales. Las columnas deben tener un área transversal suficiente que les permitan resistir las fuerzas cortantes inducidas por los sismos. · Pero también los cambios de temperatura estacionales. La función de carga. La fábrica construida se complementa con paneles aislantes.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 PATOLOGIA EN OBRAS DE ALBAÑILERÍA EN VIVIENDAS La retracción de los morteros. 19 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . Lo que garantiza la impermeabilidad es el conjunto pared-revestimiento. La pared exterior de una vivienda unifamiliar puede cumplir dos funciones 1. para asegurarse que las cargas transmitidas no sobrepasen la capacidad de compresión de los bloques o de los ladrillos. respetando además un coeficiente de seguridad. colocados normalmente en su lado interno. cuya penetración puede evitarse gracias al grosor y a la buena ejecución de la obra de albañilería. La función de cerramiento. Debe comprobarse la resistencia del muro. pero también gracias a la correcta aplicación del revestimiento. 2. la heterogeneidad de los materiales y la flexión de los forjados son las tres causas principales del agrietamiento de paredes y fachadas. La grieta horizontal afecta a menudo a los cerramientos de las viviendas individuales. En ella se apoyan los forjados y la cubierta. que desempeña la fábrica frente a las diversas agresiones Climáticas: · Frente a la lluvia. con varios metros de longitud. suele estar formado por viguetas prefabricadas. sufre tensiones de tracción que son susceptibles de provocar grietas verticales. por ejemplo: ladrillos y dinteles/armadura metálica de hormigón armado.La contracción de los morteros y hormigones de cemento es un fenómeno de retracción del material provocado por la pérdida de una parte de su agua de fabricación (por su secado y evaporación).Las variaciones de temperatura o de humedad. con función de carga en un solo sentido. El comportamiento diferente de estos materiales puede provocar fisuras en sus juntas. variaciones dimensionales nada despreciables (dilatación en verano. pueden afectar a la pared de distintas formas: a. y cuya longitud puede llegar a los 5 metros o más. Un forjado de estas 20 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE . tiende a contraerse varios milímetros en épocas de frío. contracción en invierno). b. FISURAS 2 . (Fisuras 3) Origen FISURAS 1 .PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 Las tres categorías de grietas estructurales que vamos a estudiar en esta ficha son: Las fisuras por la retracción “diferencial” de los materiales que contiene la fábrica. Cuando el cerramiento está formado por materiales heterogéneos. FISURAS 3 Los forjados de la vivienda unifamiliar. De este modo. principalmente cuando el mortero que los constituye es extendido en momentos de clima muy seco. se sabe que estos materiales presentan. sin que se hayan humedecido los bloques simultáneamente antes de su colocación. por su parte. Por otra parte. Se manifiesta muy rápidamente y con una intensidad tanto mayor cuanto más excesivo haya sido el volumen de agua utilizado respecto del que era necesario para el fraguado de dicho mortero o de dicho hormigón. como consecuencia de los cambios de temperatura. (Fisuras1) Las fisuras provocadas por cambios de temperaturas y humedad. (Fisuras 2) Las fisuras debidas a la flexión del forjado. Pueden entonces aparecer grietas por el contacto de dos elementos de edades diferentes. de hormigón armado o pretensado. como son los bloques y las juntas de montaje. debido a su unión rígida con el resto del edificio. un cerramiento. Pero. dca.com/ensayos/Patologia-De-Pavimentos/1778198.slideshare.scribd.scribd.es/servicios/1_saneamiento/patologias%20en%20el%20sa neamiento.com/doc/142783641/Fisuras-y-Grietas-en-Un-Canal-Abierto http://www.net/CarlosRivera2000/patologa-pavimentos-3839158 http://www. pero puede ir acompañada de un giro del apoyo sobre el muro de fachada y de un levantamiento del borde del forjado. son de carácter filtrante.pdf http://es. En resumen. y los más habituales están estrechamente vinculados a las condiciones climáticas medioambientales. Esto genera una grieta horizontal bajo su apoyo.aspx?idCurso=38 http://www. existen numerosos factores que provocan el agrietamiento de las obras de albañilería de las viviendas unifamiliares. Esta circunstancia no compromete su estabilidad.pe/bivi/re/dt/cons/durabilidad_patologia. mediante bloques cuyos ángulos hayan sido especialmente perforados con tal fin.pdf http://prezi.org. si el encuentro de las paredes no ha sido reforzado con una armadura metálica vertical.com/doc/39953709/Hidraulica-de-Tuberias-y-Canales-Libre http://es. por lo que.PATOLOGIAS DEL CONCRETO 0 características puede sufrir una ligera deformación a flexión en su parte central.com/-qfm_8ayjx5n/patologias-pavimento-flexible/ http://www.hidrojing.asocem. La mayoría de estas grietas atraviesan la pared y llegan hasta el revestimiento. capaz de evacuar el agua filtrada.ulpgc.buenastareas. Este defecto también puede afectar a los ángulos del techo realizados con losas de hormigón armado.com/20-documentos-de-hidraulica-utiles/ http://editorial.eadic. BIBLIOGRAFÍA http://www. pero puede evitarse que aparezcan señales de humedad en la cara interna del muro de fachada colocando una cámara de aire entre el cerramiento y el trasdosado. a priori.html 21 FERNANDEZ MARCELO GERALDINE .com/curso.