UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CURSO :TECNOLOGIA DEL CONCRETO

DOCENTE : ING. JUAN OLAECHEA HUARCAYA

INTEGRANTES: James Meza Cruces

Humberto Memenza Ccahuana Dax Medina Saravia

Rolando Salazar PachechoYacson Aybar Cardenas

Leonardo Muchaypiña Huarancca Roberto Jurado ServeleónKatherine Chavez Bellido

Chrys Aguado PuzaStefany Guarniz Huarcaya

CICLO: IV- “B”

PATOLOGÍA DEL CONCRETO

DEFENICION

Etimológicamente podemos decir patología: del griego pathos (enfermedad) y logos (tratado)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.

IMPORTANCIA DE LA PATOLOGIA DEL CONCRETO

Es muy importante la patología del concreto porque podemos analizar las situaciones como el diagnóstico del deterioro que experimentan las estructuras del concreto durante su vida útil

PARA DETERMINAR SUS CAUSAS DE LA PATOLOGIA DEL CONCRETO

1.-Conocimiento previo, antecedentes e historial de la estructura, incluyendo cargas de diseño.2.-Inspección visual que permita apreciar las condiciones reales de la estructura3.-Auscultación de los elementos afectados, ya sea mediante mediciones de campo o pruebas no destructivas.4.-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; procedimiento de determinación de las resistencias en compresión, flexión y tracción.5.-Conocimiento del diseño y cálculo de la estructura; los materiales empleados; las prácticas constructivas; y los procedimientos de protección y curado; los cuales son factores determinantes del comportamiento de la estructura en el tiempo

TIPOS DE ATAQUES AL CONCRETO

1. ATAQUES FISICOS2. ATAQUES QUIMICOS3. ATAQUE QUIMICO POR SUSTANCIAS ORGANICAS4. ATAQUES BIOLOGICOS5. ATAQUES POR CONGELACION6. ATAQUES POR AGUA7. ATAQUES POR GASES8. ATAQUES POR REACCION CEMENTO-AGREGADO9. ATAQUES POR DESGASTE SUPERFICIAL10.ATAQUES POR ALTAS TEMPERATURAS11.ATAQUES POR CORROSION

ATAQUES FÍSICOS Las acciones físicas se refieren a los cambios volumétricos que experimenta el concreto, tanto fresco como endurecido, como consecuencia de cambios de humedad, y de temperatura. También hacen referencia a las variaciones que el concreto puede tener en su masa y que afectan el peso unitario, la porosidad, y la permeabilidad. El concreto es muy resistente a la compresión pero su capacidad de soportar esfuerzos de tracción es relativamente debil; y por ello, los movimientos que él experimenta y que se manifiestan mediante deformaciones, pueden desarrollar micro fisuras, fisuras y grietas a través de las cuales penetran las sales para atacar el concreto y el acero de refuerzo.

a). CAMBIOS VOLUMETRICOS EN ESTADO PLASTICO. Durante el estado plástico, los cambios volumétricos del concreto pueden ser consecuencia de la contracción o dilatación que experimenta el material; debido a los movimientos que pueden presentarse durante la etapa del vaciado o de fraguado; o las heladas tempranas. Todos estos son fenómenos que ocasionan fisuras, las cuales se presentan sólo en la pasta, que no atraviesan el agregado sino que lo rodean.Las precauciones que deben tomarse para prevenir o limitar la posibilidad de fisuras de contracción plástica se pueden resumir de la siguiente manera y deben desarrollarse secuencialmente: Usar cementos adicionados, con menos de 77ºC de temperatura Refrigerar los agregados y el agua de mezclado, para mantenerla baja temperatura del

concreto fresco Humedecer la subrasante y encofrados Emplear un contenido de agua tan bajo como sea posible, de acuerdo con la

consistencia especificada, y con aire incorporado para estimular la retención de agua. Vaciar el concreto durante el período más frío del día

b). ATAQUE POR FUEGO. En general, el concreto tiene buenas propiedades de resistencia al fuego, pues el período en el cual el concreto mantiene un comportamiento satisfactorio bajo la acción del fuego.

ATAQUES QUIMICOSEl ataque, desagregación o desintegración del concreto, como consecuencia de su contacto con sustancias químicas agresivas que se pueden encontrar en forma líquida, gaseosa o aún sólida (aunque usualmente los productos químicos agresivos deben presentarse en solución y en una concentración crítica), es uno de los temas más estudiados dentro de la patología del concreto. Las acciones químicas sobre el concreto están muy ligadas a la condición de exposición y sobre al microclima que rodea al concreto.

En todas reacciones, las sustancias agresivas (iones y moléculas), se trasladan desde la fuente contaminante, usualmente desde el medio ambiente (aire o sumergido) hasta la superficie o el interior de la masa, donde se desarrollan las reacciones químicas, con lasdiferentes sustancias reactivas del concreto.

a). ATAQUE POR ACIDOS . los ácidos atacan al concreto disolviendo los productos de hidratación del cemento atraves de las reacciones químicas acido-base. En zonas montañosas en determinada circuntancia las corrientes de agua son acidas debido a que contienen bióxido de carbono libre disuelto y al entrar en contacto con el concreto ocasionanado daños de erosion.

El concreto es muy susceptible alos acidos y la velocidad con la que estos distruyen depende de , de la resistencia alos sulfatos

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ATAQUEEntre los factores que aceleran o agravan el ataque químico por ácidosal concreto se encuentrana.- Alta porosidad, la cual puede ser debida a alta capacidad deabsorción de agua; permeabilidad; y vacíos.b.- Grietas y separación debidas a concentración de esfuerzos

Puede obtenerse adecuada protección contra ataques moderados deácidos si se tiene un concreto denso de baja relación agua-cementante, el cualha sido adecuadamente hidratado mediante un curado conveniente.

Ningún concreto puede resistir largo tiempo el ataque por aguas conuna alta concentración de ácidos. En estos casos es recomendable unrecubrimiento de la estructura, o un tratamiento superficial adecuado. Puesto que ningún concreto de cemento portland es totalmente inmune al ataque de ácidos, los aditivos pueden usarse sólo para disminuir la tasa de deterioro

Ácidos que atacan al concreto:

Acético ..................... Desintegra lentamenteAguas Acidas ................Desintegra lentamenteCarbónico ................... Desintegra lentamenteClorhídrico ................. Desintegra lentamenteHúmico ...................... Desintegra lentamenteHidroclorhídrico ............ Desintegra lentamenteHipoclorhídrico ............. Desintegra lentamenteLáctico ..................... Desintegra lentamenteFosfórico ................... Desintegra lentamente Oleico ...................... Peligroso Oxálico ..................... Peligroso y venenoso

CARACTERISTICAS DEL ATAQUEEl concreto de cemento portland no resiste bien los ácidos. Sin embargo, la velocidad con que los ácidos destruyen el concreto depende de: a) La resistencia a ácidos y su concentración b) Temperatura de la solución del ácido c) Condiciones de exposición-soluciones estáticas o móvilesd) Solubilidad de los productos de reacción

ATAQUE POR ÁCIDO

ATAQUE POR ÁCIDO

-Los ácidos atacan las bases y las sales básicas -formadas por la hidratación del cemento, deteriorándolo por la formación de sales solubles y procesos de disolución que eliminan el hidroxido de sodio. Los parámetros que gobiernan el ataque estrictamente ácido son la fuerza del álkali y su concentración, vale decir el valor del Ph.

-La gran influencia del Ph, e 5 la razón Por la cuál se puede estimar que las agitas ácidas de reducido pH, menor de 4.5, atacan fuertemente los concretos. Cualquiera que sea el cemento utilizado.

-En la prácticas puede estimarse que ningún cemento portland resiste la acción de aguas con Ph inferior a 4. De otro 1 ado los cementos portland corrientes resisten sin mayores daños la acción de aguas con valores de Ph superior a 6.

-No es procedente considerar que u- 1 valor del Ph es el único factor determinante en el ataque de los ácidos. En efecto, la velocidad de difusión y de llenado de los vacíos intersticiales es degran importancia, especialmente si esta acción se produce bajo presión.

ATAQUES POR SULFATOS• El ion sulfato aparece en mayor o menor proporción en todas

las aguas libres subterráneas; es considerable en los terrenos arcillosos, construyendo uno de los mas importantes alimentos de la vegetación. En zonas áridas se pueden presentar en las arenas con material de aporte y en las rocas carbonatadas de origen sedimentaria.

• Los sulfatos mas abundantes en los suelos son: – Sulfatos de calcio – Sulfatos de magnesio– Sulfato de sodio– Sulfato de calcio , magnesio o sodio

• Todos con diferente solubilidad.

ATAQUE POR CLORUROS EN EL CONCRETO

En este trabajo se analiza el proceso de afectación del concreto y del acero de refuerzo sometidos a ambientes que no resultan por sí mismos tan claramente agresivos a causa de la acción de los cloruros, a no ser por la evidencia de ataques anteriores que han resultado en su degradación o destrucción.

Revisar y evaluar el potencial de daño en tales circunstancias, sus causas, los agentes que lo favorecen y sus efectos finales sobre las estructuras es el objetivo aquí planteado, para así delinear y establecer procedimientos generales para su prevención, control o reparación.

EL PROCESO Y SUS AGENTESLa corrosión del acero de refuerzo existente dentro del concreto se origina por la presencia exclusiva de oxígeno y humedad en las proximidades de las barras, pero la existencia de cloruros libres en el medio que las rodea es un desencadenante del proceso.Debido a su alto contenido de cloruros, el agua de mar representa un elemento ofensivo para el concreto y el acero de refuerzo pues propicia y acelera –una vez que se ha iniciado– el fenómeno de la corrosión.En las franjas costeras, la brisa marina acarrea importantes contenidos de humedad que, naturalmente, lleva en sí cloruros; de esta manera, estructuras que no están en contacto directo con el agua de mar, sufren igualmente.Los cloruros se vuelven así un elemento activo en el proceso de daño y degradación de las estructuras de concreto en franjas marítimas.El fenómeno de la corrosión del acero, aun cuando el concreto, por su alta alcalinidad con un pH promedio de 12.5 y baja conductividad proporciona buena protección al acero contra la corrosión. Sin embargo, dentro de un esquema de ambiente agresivo, esta protección no es suficientemente eficaz y el fenómeno se produce. Pero existen también condiciones que de origen la favorecen y son las siguientes:

• Excesiva porosidad del concreto• Reducido espesor del recubrimiento de

concreto sobre el refuerzo• Existencia de grietas en la estructura• Alta concentración de agentes corrosivos en

los componentes del concreto

EFECTOS EN EL CONCRETOLos cloruros pueden estar presentes desde el inicio en la mezcla de concreto fresco (disueltos en los agregados, en los aditivos o en el agua). Los cloruros ligados son los que están íntimamente asociados al cemento hidratado y no son solubles en agua, por lo que no causan corrosión; por lo tanto, los límites en las especificaciones deben aplicarse al contenido de cloruros libres en lugar de al contenido total o soluble en ácido. El procedimiento de extracción para la determinación del contenido de cloruros libres requiere hervir una muestra de concreto endurecido durante cinco minutos y saturar por 24 horas.Amplias investigaciones indican claramente que el contenido de cloruro soluble en agua proporciona un indicador del riesgo inmediato de corrosión. El efecto directo más nocivo por acción de cloruros en la mezcla de concreto endurecido está constituido por la cristalización de las sales dentro de sus poros, la cual puede producir rupturas debidas a la presión ejercida por los cristales de sal.

EFECTOS EN EL ACERO DE REFUERZO

La corrosión puede iniciarse por la acción de iones de cloruro sobre el acero de refuerzo, aun en ambientes con un pH superior a 10 u 11, aunque estos casos se relacionan con cloruros presentes de origen en la mezcla por efectos de los agregados, el agua o los aditivos, pues los que penetran del exterior están generalmente asociados con el proceso de carbonatación, el cual incide inmediatamente sobre los niveles de pH en el concreto.Durante el proceso de corrosión, el oxígeno es consumido y genera los productos de corrosión; el agua se necesita para permitir que el proceso de corrosión se mantenga y continúe, su presencia se relaciona con la generación de óxido férrico. Así, el resultado principal y más grave de la acción de los cloruros sobre el acero de refuerzo lo constituye la corrosión acelerada que éste sufre a consecuencia de su acción como catalizador en ese proceso electrolítico.En muchas estructuras de concreto localizadas en ambientes marinos cercanos a las costas, en las que el daño se ha iniciado a través de una incipiente penetración de cloruros hacia el acero –como consecuencia de una permeabilidad natural excesiva del concreto, su carbonatación o el agrietamiento de las secciones–, la acción de la corrosión y del incremento de diámetro de las varillas causan por sí mismas agrietamiento en el recubrimiento del concreto, lo que facilita en gran medida el acceso de humedad, aire y cloruros contenidos en el agua, y acelera así • el proceso de ataque, llevando las estructuras a daños irreversibles en

periodos notablemente cortos. • Así, ante la sospecha de ataque, se deberán incorporar de inmediato

programas de reparación y mantenimiento de los elementos afectados.

INCIDENCIA DEL AGRIETAMIENTO

La existencia de las grietas en el concreto no es condición indispensable para que se produzca corrosión en el acero de refuerzo, pero su presencia favorece la ocurrencia de este fenómeno.

Debido a ello es necesario, para prolongar la vida útil de las estructuras de concreto reforzado, prevenir la formación de grietas o suministrar un tratamiento adecuado de obturación a las que ya se hayan presentado.

Las grietas en el concreto pueden dividirse en dos grandes grupos: las que se producen por esfuerzos debidos al funcionamiento estructural y las que se deben a esfuerzos que se originan en el seno mismo del concreto.

No obstante, en ambientes agresivos colaboran también a la acumulación de sales que pueden agravar esa magnitud de agrietamiento a consecuencia de su cristalización.

DURABILIDAD DEL CONCRETOLas estructuras de concreto están expuestas durante su vida útil al ataque químico y físico de diferentes agentes. La durabilidad del concreto variará entonces conforme tales factores sean más o menos agresivos, y también de acuerdo con las propiedades de sus componentes, el proporcionamiento de la mezcla y las condiciones de colado y curado que se hayan aplicado en su construcción.La planeación y el diseño deberán entonces no solamente estar basadas en el uso de la estructura, sino también en las condiciones ambientales y en la vida útil esperada de la misma. No obstante, existen condiciones no tan claramente agresivas, por lo que, con el fin de obtener estructuras durables se ha considerar que éstas son afectadas por el viento y la humedad marítima que contienen grandes cantidades de sal, así como por los ciclos de humedecimiento y secado. TEMPERATURA. Estudios de campo y de laboratorio han mostrado que la corrosión en el acero de refuerzo se acelera con el incremento de la temperatura.PRESENCIA DE SALES. Incrementando así la velocidad de corrosión, y en concentraciones altas disminuye la solubilidad del oxígeno y puede por lo tanto disminuir la velocidad de corrosión.

POTENCIAL DE CLORUROS EN EL AIREa) Aire marítimo. Estudios realizados en otros países indican una gran diversidad de componentes químicos en el agua de mar, con una amplia gama de concentraciones. Resulta entonces improductivo generalizar una presencia promedio de elementos nocivos para el buen comportamiento de las estructuras de concreto. Aun cuando en nuestro país no se conocen datos concretos, resulta evidente la presencia de sulfitos, carbonatos y cloruros en el agua de mar, los cuales necesariamente resultan dañinos para las estructuras de concreto. b) Zonas industriales. La presencia de contaminantes en el medio ambiente, generados por la emisión de las industrias, provoca una diversidad de componentes químicos (con diferentes grados de concentración cada uno) mayor de la que se podría observar en un ambiente marítimo natural, aunque es altamente probable la preponderancia del óxido de carbono, algunos sulfatos y nitratos que, como se refiere, inciden en la disminución del pH natural del concreto y en procesos de carbonatación que favorecen la entrada de humedad y agentes corrosivos hacia el acero de refuerzo.

PROCEDIMIENTOS DE CONTROLDurante la fabricación del concretoa) Cemento. También contribuye a inhibir la corrosión del acero el aluminato tricálcico, que al combinarse con los cloruros forma compuestos no solubles de cloroaluminato cálcico, reduciendo el contenido de cloruros libres que promueven el proceso de corrosión. Diversas experiencias muestran que a mayor contenido de aluminato tricálcico, mejor es el comportamiento de la pasta para inhibir la corrosión. b) Agua y agregados. La permeabilidad del concreto es probablemente el factor aislado más importante que incide en el proceso de corrosión puesto que, para un recubrimiento dado, la permeabilidad determina el grado de penetración de agentes agresivos desde el ambiente.

DURANTE EL COLADOa) Efectos de vibrado. Una plena compactación es esencial para expeler todo el aire atrapado, para consolidar el concreto, reducir el riesgo de agrietamiento por contracción o asentamiento, así como para asegurar una buena liga tanto entre las capas de concreto colocado como con el acero de refuerzo, con el resultado de un elemento homogéneo. Un vibrado inadecuado resultará en un incremento del número y tamaño de los huecos y, por consiguiente, en un notable incremento de la permeabilidad, con las consecuencias que se han discutido anteriormente.b) Recubrimiento del acero. Como ya se dijo, tanto la carbonatación como los cloruros penetran en el interior del concreto; si en su penetración alcanzan el acero de refuerzo, éste iniciará su proceso de corrosión.

DESPUÉS DEL COLADOa) Recubrimientos y protecciones. Aunque no constituyen estrictamente un recubrimiento o protección permanente, los agentes de curado son de primordial importancia en la obtención de un concreto de buena calidad, puesto que las superficies de concretos no curados son inevitablemente más permeables y, por lo tanto, menos durables que las del concreto curado.Existen en el mercado materiales para la protección posterior del concreto, reducir su permeabilidad superficial e incluso impedir el paso de cualquier agente agresivo.Es importante remarcar que cualquiera de estas protecciones es temporal –unas tienen mayor durabilidad que otras– y, por lo tanto, todas requieren una supervisión y mantenimiento programados. ESTRUCTURAS DAÑADASa) Procedimientos de evaluación: Dos etapas en el proceso de afectación; en la primera, la de iniciación, no se aprecia el daño a simple vista, y se han de emplear técnicas apoyadas en análisis e indicadores químicos. En la segunda, la de propagación, el daño se manifiesta a través de fisuras paralelas al acero de refuerzo, acompañadas de manchas de color rojizo; en casos extremos se observan desprendimientos del recubrimiento y una disminución del área útil de la barra.b) Esquemas de reparación. El primero consiste en el reemplazo general del concreto dañado con concreto de proporciona miento y consistencia adecuadas, de tal manera que se integre plenamente con el concreto base.El segundo método consiste en la aplicación de concreto lanzado, el cual tiene una excelente adherencia con el concreto existente y es frecuentemente la solución más satisfactoria y económica para hacer reparaciones superficiales.Principal atención ha de prestarse al acero de refuerzo; en el caso de observarse una profundidad tolerable de corrosión, podrá simplemente limpiarse mediante medios mecánicos o con chorro de arena; no obstante, cuando su grado de afectación sea mayor, deberá reemplazarse por completo.

ATAQUE POR CONGELACION DEL CONCRETO

ATAQUE POR CONGELACION DEL CONCRETO

Este proceso es considerado como el factor de

intemperismo más destructivo en un concreto, debido al

aumento de volumen del agua (aproximadamente 9%) al

convertirse en hielo dentro de la pasta y de las partículas de

agregado, induciendo así grandes esfuerzos de tracción interna

en la masa. Con la incorporación de aire, el agua desplazada

por la formación de hielo en la pasta se acomoda de tal manera

que no resulta perjudicial, pues las burbujas de aire en la pasta

suministran cámaras donde se introduce el agua y así se alivia

la presión hidráulica generada.

 

A manera de ejemplo, la cantidad de aire total con una inclusión del 4% al 6% por volumen, para un tamaño máximo de agregado de 1.5", puede ser del orden de 400 billones de burbujas por metro cúbico de concreto. Esto, adicionalmente reduce la segregación y exudación, pero igualmente reduce la resistencia en un 5% por cada 1% de aire incorporado.

El concreto es más durable cuando tiene bajas relaciones

agua/cementante. Para un concreto expuesto a ciclos de

congelamiento y deshielo, la relación agua/cementante máxima

debe ser de 0,45 y la resistencia mínima de 31 Mpa

ATAQUES BIOLOGICOS DEL CONCRETO

Las acciones biológicas también causan deterioro al concreto y

al acero de refuerzo, como consecuencia de la presencia de los

microorganismos vivos o muertos, que no solamente pueden afectar

el confort ambiental y la apariencia de las construcciones; sino que

también, pueden producir una gran variedad de daños y defectos por

procesos de degradación ambiental: biofísico, biomecánico,

bioquímico y biológico propiamente dicho. Los dos primeros, afectan

principalmente la permeabilidad, la resistencia y la rigidez del

concreto; mientras que, los dos segundos, provocan la

transformación de los compuestos del cementante endurecido y/o

los agregados del concreto.

Cuando se dan las condiciones para el asentamiento y colonización de microorganismos en la superficie del concreto, debe exigirse un concreto de buena calidad, denso y de muy baja permeabilidad. Es decir, un concreto durable. Además de lo anterior, un adecuado diseño y construcción del proyecto, también evitará la proliferación de microorganismos que puedan invadir, manchar y/o degradar las superficies de concreto.

. Por ejemplo, las superficies deben evitar la presencia prolongada de humedad y evitar la acumulación de polvo, polen, esporas u otras partículas que promuevan el nacimiento y multiplicación de microrganismos. De igual manera prácticas apropiadas de manejo, colocación, compactación, acabado, fraguado, curado y tratamiento de juntas, mejorarán la prevención de agresiones de carácter biológico.

ATAQUES POR AGUA

ATAQUES POR AGUA

• AGUA PURACONOCIDAS TAMBIÉN COMO AGUAS BLANDAS, ATACAN EL CONCRETO POR DISOLUCIÓN DE LA PASTA AL ACTUAR SOBRE EL HIDRÓXIDO DE CALCIO LIBRE.

• AGUAS CASI PURASLAS AGUAS DE MANANTIAL GENERALMENTE LIBRES DE SALES, PUEDEN VOLVERSE ÁCIDAS DEBIDO A LA FORMACIÓN DE ÁCIDO CARBÓNICO, DERIVADO DEL BIÓXIDO DE CARBONO CONTENIDO EN LA ATMOSFERA, TRANSFORMÁNDOSE EN CORROSIVO AL CONCRETO, ESPECIALMENTE SI ESTE ES POBRE O PERMEABLE. LAS AGUAS NATURALES PROVENIENTES DE ZONAS MINERALES PUEDEN TENER UN ALTO CONTENIDO DE ÁCIDO CARBÓNICO AGRESIVO PARA EL CONCRETO.

• AGUA DE PANTANO

PUEDEN CONTENER ELEMENTOS TALES COMO ÁCIDO CARBÓNICO, O HÚMICO, SULFATOS SOLUBLES, ÁCIDO SULFÚRICO LIBRE, O COMBINACIÓN DE ESTOS. LA ACCIÓN DEL SULFÚRICO Y CARBÓNICO YA SE MENCIONO EN LÍNEAS ANTERIORES. EL ÁCIDO HÚMICO, PRODUCIDO POR LA DESCOMPOSICIÓN VEGETAL ATACA LA SUPERFICIE DEL CONCRETO AL FORMARSE HUMATO DE CALCIO.

• AGUA DE MAR

LAS SALES CONTENIDAS EN ELLA SE CRISTALIZAN, FAVORECIENDO LA CORROSIÓN Y EXPANSIÓN DEL ACERO DE REFUERZO Y DEL CONCRETO ADYACENTE, SE PRODUCEN TAMBIÉN ACCIÓN DESTRUCTIVA DE LOS ORGANISMOS MARINOS, FORMACIÓN EXPANSIVA DE SULFOALUMINATOS Y SU POSTERIOR DESCOMPOSICIÓN. LOS PROCESOS SUCESIVOS DE HUMEDECIMIENTO Y SECADO CON RENOVACIÓN DEL MEDIO AGRESIVO, MULTIPLICAN LOS PROBLEMAS DESCRITOS.

• ANHIDRIDO CARBONICOLA CONCENTRACIÓN ADECUADA DE BIÓXIDO DE CARBONO O ANHÍDRIDO CARBÓNICO, LOGRARA UNA SUPERFICIE BLANDA Y PURULENTA, NO PUDIENDO SER REPARADO POR UN POSTERIOR CURADO O TRATAMIENTO.

• ANHIDRIDO SULFUROSOPRODUCTO DE LA COMBUSTIÓN DEL PETRÓLEO O CARBÓN, AL COMBINARSE CON EL AGUA FORMA EL ÁCIDO SULFUROSO, EL CUAL REACCIONA GRADUALMENTE CON EL OXIGENO DEL AIRE PARA FORMAR ÁCIDO SULFÚRICO, AMBOS ÁCIDOS CORROEN EL CONCRETO.

• OTROS GASESLOS GASES INDUSTRIALES DISUELTOS EN AGUA PUEDEN PRODUCIR ÁCIDOS QUE PUEDEN CORROER AL CONCRETO, DEPENDIENDO DE LA CONCENTRACIÓN.

ATAQUES POR GASES

ATAQUES POR REACCIÓN DEL AGREGADO

ATAQUES POR REACCIÓN DEL AGREGADO

ATAQUE POR REACCIÓN ÁLCALI – SILICESe han observado, desde 1940, expansiones en estructuras de concreto preparadascon el mismo cemento y diferentes tipos de agregados, o con el mismo agregado ydiferentes tipos de cementos, concluyéndose que algún constituyente de ciertoscementos reaccionaba con algún tipo de elementos de ciertos agregados,produciendo expansiones excesivas y el correspondiente deterioro del concreto.Los estudios han demostrado que los agentes responsables del cemento eran losóxidos de sodio y de potasio que al reaccionar con algún tipo de elemento de ciertosagregados, producían silicatos alcalinos que, debido a la naturaleza semipermeablede la pasta, producían presiones osmóticas con posterior destrucción del concreto.Los estudios igualmente han demostrado que la reacción se produce siempre quelos contenidos de óxido de sodio y potasio sean mayores de 0.6% en peso delcemento y los agregados contengan alguna forma reactiva de sílice.Las manifestaciones típicas del deterioro del concreto debido a la reacción álcalisíliceson: expansión; fisuramiento; exudación del gel a través de los poros o fisurasformando escamas endurecidas o cordones duros sobre la superficie; zonas dereacción en las partículas de agregado afectadas en el concreto; y en algunos casosampollas en la superficie del mismo.

• ATAQUE POR REACCIÓN CEMENTO – AGREGADO

Se han presentado expansiones excesivas, acompañados de agrietamientosimportantes, en concretos preparados, agregados gruesos de pequeño tamaño yaltamente silicosis, a los que se conocen como “arenosos – gravosos” y que sepresentan feldespatos y granitos de grano grueso como constituyentes importantes.Estos agregados arenosos – gravosos presentan composición diversa y diferenciasexpansivas que permiten concluir que el tipo de agrietamiento producido es causadopor reacciones fundamentalmente diferentes de aquellas involucradas en la reacción álcali – sílice.Los concretos afectados por esta reacción suelen contener partículas reactivas conlos álcalis, presentándose gel similar al hallado en la reacción álcalis – sílice, auncuando no hay correlación entre la extensión del agrietamiento y el contenido deálcalis del cemento, habiéndose observado con excesiva expansión. Y elconsiguiente agrietamiento en mezclas con cemento cuyo contenido de álcalis erasolo del 0.17 % expresado como óxido de sodio.

• ATAQUE POR REACCIÓN ÁLCALI–AGREGADOS CARBONATADOS

Se han encontrado expansión excesiva y fisuramientos en concretos recién colocados en los que se había empleado agregado grueso proveniente de rocas dolomíticas carbonatadas, apreciándose que la expansión se incrementa con el contenido de álcalis del cemento.En general, las rocas expansivas están en el grupo calizas dolomíticas en las que el 50% al 90% de los carbonatos escalcitan mineral y contienen arcilla, la matriz es degrano extremadamente fino y su textura consiste en pequeños rombos de dolomita aislados y diseminados en una matriz de arcilla y calcita finamente dividida.

ATAQUES POR DESGASTE SUPERFICIAL

• DESGASTE POR ABRASION La abrasión del concreto es definida como el desgaste de su superficie debido aprocesos de fricción o rozamiento. Si bien las partículas arrastradas por el viento pueden tener efecto abrasivo sobre las superficies del concreto, la más importante causa de abrasión de pisos y pavimentos es producida por el paso de personas, circulación de vehículos o rodadura de objetos o maquinas.Entre los factores que disminuyen la resistencia del concreto a la acción de agentes abrasivos se pueden indicar; la exudación del concreto; su resistencia a la compresión; las propiedades de los agregados; los procedimientos de acabado; el procedimiento y tiempo de curado.

• DESGASTE POR EROSIÓN La erosión es definida como el deterioro causado por la acción abrasiva de fluidos o sólidos en movimiento. La resistencia a la erosión es importante en estructuras hidráulicas en la que el concreto está sometido a la acción abrasiva del agua enmovimiento la cual transporta partículas sólidas.La acción de choque, deslizamiento o rozamiento de tales partículas puede causar desgaste superficial del concreto.La magnitud de la erosión depende del número, velocidad, tamaño, perfil, densidad ydureza de las partículas en movimiento por unidad de tiempo.

• DESGASTE POR CAVITACIÓN Se define como cavitación a la erosión progresiva del concreto originada por el flujo no lineal de aguas limpias a velocidades sobre los 12 m/sEl origen de la cavitación está en que, cuando se forman en aguas en movimiento, burbujas de vapor ellas fluyen conjuntamente con el agua. Cuando ingresan a una región de alta presión colapsan con un gran impacto. A este proceso de formación de burbujas de vapor y su posterior colapso se le conoce como cavitación. Laenergía que se libera durante este colapso puede ser lo suficientemente grande como para desgastar grandes áreas de la superficie del concreto en tiemposcomparativamente pequeños.

POR ALTAS TEMPERATURASEl concreto es un material que tiene las propiedades adecuadas para proporcionar una protección contra al fuego. Las excelentes propiedades de resistencia permiten proteger vidas cumpliendo de forma eficaz todos los objetivos en cuanto a protección.

En comparación con otros materiales de construcción habituales, el concreto presenta de forma fácil y económica un mejor comportamiento frente al fuego, cabe resaltar que el concreto no arde, no aumenta la carga del fuego y detiene la propagación del mismo. De esta manera protege eficazmente, proporcionando recorridos de emergencia seguros a los ocupantes.

El concreto tampoco produce humo ni gases tóxicos, lo que contribuye a disminuir el riesgo de los ocupantes. Disminuye la magnitud del incendio y con ello también el riesgo de contaminación ambiental.Las estructuras de concreto pueden estar expuestas a altas temperaturas mayores que aquellas que pueden darse bajo condiciones ambientales normales.

El concreto en el proceso de elevación de temperatura va perdiendo resistencia y sufriendo una serie de cambios de coloración que son intensos.

Propiedades térmicas del concreto tienen una interrelación con la durabilidad del concreto en el caso de las elevaciones bruscas de temperatura.

EXPANSIÓN TÉRMICA El hormigón armado contiene fibras y varillas de acero (barras) en la estructura para generar fuerza. Esto permite al acero tomar la tensión de tracción en la estructura de hormigón, sin embargo el acero no interfiere con la expansión térmica del hormigón. Si se añade un agregado de cristalino a la mezcla, la expansión térmica crece con la temperatura hasta una temperatura máxima de 700 grados Celsius. Como los cristales de cuarzo se expanden y se quiebran con el calor de la hidratación, el hormigón se desintegra y comienza a desprenderse en pequeñas partes. En la naturaleza, esto ocurre principalmente con el granito. El desprendimiento de las capas se llama exfoliación.

EFECTOS DE CALOR EXTREMO Los climas cálidos generan muchos problemas para trabajar con hormigón. Esto incluye las complicaciones por el calor, las altas temperaturas del hormigón, la baja humedad y la radiación solar. Cualquiera de estas variables puede provocar la evaporación prematura del agua del hormigón resultando en la contracción, agrietamiento y disminución de la resistencia del hormigón. Los ingenieros a veces utilizan hielo en el diseño de la mezcla para mantener la temperatura baja.

EXPOSICION AL FUEGODesprendimiento o efecto Spalling en concreto sometido a altas temperaturas de un incendio.

Efecto Spalling

La investigación de la resistencia de estructuras en presencia de fuego resulta un problema bastante complejo y estudiado a profundidad sólo en las recientes décadas. Debido a que el hormigón es un material compuesto, la forma en que este reacciona es diferente para cada uno de sus componentes al ser expuesto a altas temperaturas. Esta exposición hace que se produzcan cambios físicos y químicos en el hormigón que pueden afectar seriamente su capacidad mecánica.

El spalling es un término que cubre un fenómeno de desprendimiento que puede ocurrir a las superficies de las capas de miembros de concreto cuando son expuestas al fuego. En la mayoría del los casos este fenómeno parece ser debido a una combinación de presión del poros generada por la ebullición de un volumen de agua libre, y las tensiones térmicas debido a gradientes de temperatura extremas. Esto produce una exposición a la vista de barras reforzamiento, y en algunos casos produce el derrumbamiento de edificio

REDUCCION DE SU CAPACIDAD EXISTENTE

EXPOSICION A ALTAS

TEMPERATURAS

AUMENTO DE DEFORMABILIDAD

*DEPENDEN DEL NIVEL DE TEMPERATURA

*TIEMPOS DE EXPOSICION

*PROPIEDADES DE LOS MATERIALES COMPONENTES

EL MODULO DE ELASTICIDAD DECRECIA CON EL AUMENTO

DE TEMPERATURA

SOLUCIÓn

Pintura para altas y medias temperaturas.

¿Qué le sucede al concreto cuando está expuesto a altas temperaturas durante un largo periodo de tiempo (por ejemplo durante un incendio) ?a) Se convierte en carbón.b) Se endurece aún más.c) Se deshidrata perdiendo su resistencia.d) Se derrite perdiendo su resistencia.

c)Antes altas temperaturas durante un largo periodo de tiempo el concreto se deshidrata perdiendo gran parte de su resistencia estructural (esto se conoce como spalling).

EFECTO DEL FUEGO SOBRE ESTRUCTURAS DE HORMIGON

EFECTO DEL FUEGO SOBRE ESTRUCTURAS DE HORMIGON-El fuego es causa importante de patologías sobre estructuras de hormigón.El estudio del incendio: Se utiliza el incendio patrón definido por las normas ISO.HORMIGON:.Prácticamente no resulta afectado por temperaturas inferiores a 300°.A partir de ellos inicia una fuerte pérdida de resistencia, que ya no se recupera tras el incendio, sino que disminuye aún más..Su bajo coeficiente calorífico hace que tarde mucho en alcanzar los niveles peligrosos..Si el incendio es corto, normalmente se comporta muy bien.Una superficie de hormigón afectada por un incendio no puede ser analizada por ensayo esclerómetro, al carecer de fiabilidad.

POR ACCIONES ACCIDENTALES

POR ACCIONES ACCIDENTALESAparte de las acciones permanente y variable previsibles que actúan sobre las estructuras y que son la base para su cálculo se debe considerar acciones accidentales que usualmente no se prevén en el proyecto pero que pueden dar lugar a daños graves e incluso colapso de estructuras de concreto.El impacto de un vehículo sobre una estructura que puede ser un puente produce daños importantes e incluso destruirlas totalmente de acuerdo a la magnitud del choque.En el caso de impacto de camiones o automóviles los elementos afectados de la estructura son los pilares de la planta baja.Acciones accidentales.Son aquellas que no se deben al funcionamiento normal de la construcción y que puede tomar valores significativos solo durante algunos minutos o segundos, a lo más horas en toda la vida útil de la estructura.Se consideran las siguientes1.-Sismos2.-Vientos3.-Oleajes4.-Explosiones

ACCIÓN DEL AGUA DE MAR

ACCIÓN DEL AGUA DE MARLa acción del agua de mar en el concreto ha sido materia de numerosas investigaciones y trabajos en los últimos años. • El ataque del agua de mar corresponde a la de las sales disueltas,

principalmente cloruros y sulfatos sobre los constituyentes del cemento por cuanto ninguno de los componentes hidratados son estables al medio marino.

• Las reacciones características en el ataque se presentan sobre el hidróxido de sodio y el aluminato tricálcico.

• En inmersión alternada o semi-inmersión de un ataque es de carácter físico y químico debido a la acción mecánica de las olas, al fenómeno de contracción y evaporación alternada que lleva la fisuración en la zona de marea, la cristalización expansiva de ciertas sales, la corrosión eventual de las armaduras, con expansión del concreto y también las variaciones de clima.

Acción del Agua de Mar

Factores

La acción del agua de mar es debida a los siguientes factores:a) Acción mecánica del oleaje.b) Evaporación provocada por el viento lo cual deposita las sales

por encima del nivel de baja marea.c) Diferencia de mareas que favorece la acción destructiva debido

a la cristalización de sales.d) Reacción química entre las sales del agua y el concreto, la cual

favorece a la corrosión del acero de refuerzo.e) Los organismos marinos y los productos de su actividad

biológica.f) La acción destructiva debido a la corrosión y expansión del

acero de refuerzo.

Acción del Agua de Mar

ABRASION

• Se define como resistencia a la abrasión al grado de oposición de una superficie de concreto a ser desgastada por el roce y fricción.

• Pueden traer consecuencias en el comportamiento bajolas condiciones de servicio indirectamente propiciando el ataque de algún otro enemigo de la durabilidad (agresión química, corrosión. etc.)

ABRASION

ABRASIÓN HIDRAULICA

ABRASION MECANICA

Desgaste superficial de pisos losas y pavimentos, de concreto en zonas . expuesto a trafico intenso de vehículos o equipo y/o en aria de maniobras y trabajo pesado. El desgaste puede manifestarse desigual en una misma , escritura según cambios en la calidad del concreto y en la intensidad de uso

Desgaste generalizado en la superficie de concreto de estructuras que presentan servicios en contactos con flujo de agua que arrastra sólidos pueden manifestarse zonas en que el desgaste es mayor por el afecto de los grandes fragmentos arrastrados por el agua (como sucede en el fondo de los túneles o por deficiencias en la calidad del concretó en lugares específicos.

• Abrasión de baja presión: que ocurre por deslizamiento de las partículas moviéndose libremente por la superficie y las tensiones actuantes son bajas.

• Abrasión por alta presión: cuando el abrasivo es atrapado entre dos superficies de carga y el desgaste no es solo por penetración, sino también por fractura de las partes frágiles y por deformación plástica de la matriz .Este tipo de abrasión es característica de operaciones de trituración ,pero también se presenta como efecto secundario en numerosas aplicaciones metal sobre metal.

• Abrasión con impacto: El cual involucra la remoción de material por la acción de un abrasivo cuyas partículas son de un tamaño apreciable e impactan en la superficie bajo un ángulo determinado. La energía de impacto se transfiere al material y hace que el abrasivo produzca grandes Surcos y ralladuras apreciables a simple vista. Este tipo de desgaste es más frecuente en el transporte de minerales.

TIPOS DE ABRASION

• Los pisos, pavimentos y estructuras hidráulicas son expuestos a abrasión o al desgaste, por lo que en estas aplicaciones el concreto necesita tener alta resistencia a abrasión.

• Los resultados de los ensayos indican que la resistencia a abrasión está fuertemente relacionada con la resistencia a compresión del concreto.

• Una relación agua- cemento baja y el curado adecuado se hacen necesarios para la resistencia a abrasión.

• El tipo de agregado y el acabado de la superficie o el tratamiento usado también tienen gran influencia sobre la resistencia a abrasión.

RESISTENCIA A LA ABRASION

EFECTO DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN Y DEL TIPO DE

AGREGADO SOBRE LA RESISTENCIA A ABRASIÓN DEL CONCRETO (ASTM C

1138).

EFECTO DEL ALISAMIENTO Y DEL TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE

SOBRE LA RESISTENCIA A ABRASIÓN DEL CONCRETO (ASTM C 779).

POR FROTAMIENTO:• En pavimentos de concreto, debido

al tráfico peatonal, camiones ligeros y arrastre, raspadura y deslizamiento de objetos sobre la superficie (frotamiento).

POR FRICCION:• En pavimentos de concreto debido

a montacargas, camiones pesados y automóviles, con o sin cadenas (frotamiento, raspadura y percusión)

DAÑOS POR ABRASION

• El mejor indicador es evaluar la principalmente los factores como la resistencia en compresión, las características de los agregados, el diseño de mezcla, la técnica constructiva y el curado.

• Está demostrado que un elemento fundamental lo constituye la mano de obra y el acabado. Cuando se procede a realizar el acabado sin permitir la exudación natural de la mezcla, la capa superficial se debilita.

FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA A LA ABRASIÓN

• La cantidad de energía que pone el operario en el proceso de acabado tiene relación directa con el grado de compactación de la superficie habiéndose comprobado experimentalmente una gran diferencia cuando éste trabajo se ejecuta con acabadoras mecánicas.

• Un factor a tener en cuenta es la técnica de curado pues de nada sirve tener materiales y un diseño de mezcla excelentes si luego no propiciamos las condiciones para que se desarrolle la resistencia, y que son temperatura y humedad adecuadas.

Se estima que la superficie aludida debe tener resistencia en compresión mínima de 280 kg/cm2 para garantizar una durabilidad permanente con respecto a la abrasión, lo cual indica que es necesario emplear:

• Relaciones Agua/Cemento bajas.• Menor slump compatible con la colocación eficiente• Agregados bien graduados y que cumplan con los limites

ASTM C-33 para gradación y abrasión.• Menor cantidad posible de aire atrapado.

RECOMENDACIONES PARA EL CONTROL DE LA ABRASION

Otros : Se considera que en condiciones normales, el acabado debe

ejecutarse alrededor de dos horas luego de la colocación del concreto y habiéndose eliminado el agua superficial.

El curado debe iniciarse inmediatamente después de concluido el acabado superficial siendo recomendable mantenerlo no menos de 7 días cuando se emplea cemento Tipo I y un tiempo mayor si se emplean cementos de desarrollo lento de la resistencia.

Una técnica probada mundialmente que mejora notablemente la resistencia a la abrasión de las superficies de concreto consiste en emplear el denominado “concreto fibroso", al que se le añaden fibras de diversos materiales (acero, plástico, nylon, etc.) con objeto de crear una estructura interior que pueda resistir mas tracción que en un concreto normal.

Uso de soluciones endurecedoras superficiales a los pisos de concreto ( magnesio, fluorosilicato de zinc, silicato de sodio).

• Hay una variedad muy grande de tratamientos adicionales para lograr una superficie mucho más resistente que la obtenida con un concreto normal, sin embargo la recomendación principal es el no usarlos sin antes evaluarlos en forma práctica.

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