TEMA:

AGRIETAMIENTO

Facultad de Ciencias Físicas.

Carrera de Ingeniería Mecánica de Fluidos

CONCRETO

AGRIETAMIENTO

Son diversas las causas que conducen al agrietamiento del

concreto, como las deformaciones debidas a cambios

volumétricos y los esfuerzos ocasionados por fuerzas de tensión,

por momentos flexionantes, o por las fuerzas cortantes. Esto

debido a la baja resistencia a la tensión del concreto.

Los cambios volumétricos ocasionados por variaciones en la

temperatura y por contracción producen esfuerzos de tensión en

los elementos estructurales. Cuando estos esfuerzos son

superiores a los que soporta el concreto se presentan

agrietamientos.

Estos pueden controlarse ya sea por medio de refuerzo ,o

disponiendo juntas de control que hacen que el agrietamiento

aparezca en lugares definidos.

Son dos las razones por las que se requiere controlar el

agrietamiento: la apariencia y el riesgo de corrosión del refuerzo.

INTRODUCCIÓN

Tipos de Grietas

Existen diversos tipos de grietas entre las mas importantes tenemos:

• Grietas de Flexión

• Grietas por Cortante en el Alma

• Grietas por Cortante – Flexión

• Grietas por Torsión

• Grietas por Adherencia

Grietas de Flexión

• Grietas verticales

• Pueden llegar hasta la región de su eje neutro

Grietas por Cortante en el Alma

• Son Grietas Inclinadas

• En la viga se pueden desarrollar como independientes o como extensiones de Grietas de Flexión

Grietas Por Cortante -Flexión

• Otro tipo de Grietas inclinadas por contante

• Se desarrollan en Vigas Presforzadas y Vigas sin presforzar

Grietas Por Torsión

• Similar a las Grietas Cortantes con excepción que describen trayectorias espirales alrededor de la Viga

Grietas Por Adherencia

• Ocurre entre el concreto y Refuerzo

• Algunas veces producen hendimientos a lo largo de la varilla

Mecanismo de agrietamientoSe han propuesto algunos mecanismos de

agrietamientos que sirven de base para calcular la

separación y el ancho de grietas. Los mecanismos

difieren entre si por las hipótesis hechas sobre la

distribución de esfuerzos de concreto la que depende a

su vez de la forma en que se supone que se transfieren

los esfuerzos de adherencia del acero al concreto.

En este mecanismo se supone una distribución

uniforme de esfuerzos de tensión en un área efectiva

de concreto y una cierta distribución de esfuerzos de

adherencia a lo largo del refuerzo

Consideraciones para la predicción de agrietamientoA través de estudios experimentales se han determinado los factoresque mayor influencia tienen en el ancho de las grietas y se ha encontradoque dicho ancho

a) es mayor cuando se utilizan barras lisas que con barras corrugadasb) depende en forma importante del espesor del recubrimientoC) aumenta con el esfuerzo en el acero,siendo esta variable la más importanted) depende del área de concreto que rodea a las barras en la zona detensión, disminuyendo cuanto mejor distribuido se encuentre el refuerzoen dicha zona.

Estas variables se reflejan en las numerosas fórmulas propuestas parapredecir el ancho de grietas entre ellas tenemos: Portland CementAssociation (P.C.A.),Cement and Concrete Association (C.A.C.A.),Gergely yLutz, y una propuesta recientemente por Frosch. Se considera aquíúnicamente la de Gergely y Lutz

Ecuación De Gergele – Lutz

• βh= Relación de la distancia al eje neutro desde la fibra extrema a

tensión del concreto a la distancia del eje neutro al centroide

del acero de tensión.

• fs= Esfuerzo en el acero.

• dc= recubrimiento de la varilla

• A = Área efectiva a tensión dividida entre el numero de barras.

• COMENTARIOS SOBRE LAS FORMULAS PARA EL CALCULO DE ANCHO DE GRIETAS

• Las diversas formulas para hallar el anchopermisible de las grietas difieren no solo en loscoeficientes numéricos sino también en lasvariables que intervienen.

• En la actualidad se están efectuando estudios eneste sentido que se enfocan a analizar eldesarrollo de grietas a nivelmicroscópico, microagrietamiento, y la aplicaciónde la teoría de mecánica de fracturas al concreto

DISPOSICIONES DEL CÓDIGO ACI

PARA EL CONTROL DE LAS GRIETAS

• El Código ACI 10.6.3 especifica que el refuerzo atensión debe distribuirse bien en la zona demáxima tensión en el concreto.

• El Código ACI 9.4 establece que para diseño nodebe usarse una resistencia a la fluencia fy porencima de 80,000 lb/pulg2.

• Según el código ACI el área de concreto a tensiónpor barra debe calcularse utilizando un númeroequivalente de barras que se determinadividiendo el área total del refuerzo por el área dela mayor barra utilizada.

ANCHOS PERMISIBLES DE GRIETAS

SE MENCIONO ANTERIORMENTE QUE EXISTIAN DOS

RAZONES PRINCIPALES PARA LIMITAR EL AGRIETAMIENTO

DE ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADO: APARIENCIA

DE LA ESTRUCTURA Y CORROSION DEL REFUERZO.

.

EN LA TABLA 10.1 SE PRESENTA UN RESUMEN DE LOS ANCHOS PERMISIBLES DE GRIETAS, SEGÚN DISTINTOS INVESTIGADORES Y REGLAMENTOS.

ALGUNOS INVESTIGADORES Y ALGUNOS REGLAMENTOS DE CONSTRUCCION ESTABLECEN LIMITES EN LOS ANCHOS DE GRIETAS QUE SON EL ORDEN DE

0.14 A 0.2mm PARA AMBIENTES AGRESIVOS, Y DE 0.2 A 0.4mm PARA AMBIENTES NORMALES.

SIN EMBARGO LA CORROSION RESULTANTE ESTA MUY LOCALIZADA Y CON EL TIEMPO, LOS CLORUROS Y EL AGUA PENETRAN EN TODAS MANERAS Y PROVOCAN UNA CORROSION MAS

GENERALIZADA. LA MAYORIA DE LOS INVESTIGADORES SE INCLINAN A PENSAR ACTUALMENTE QUE NO HAY RELACION ENTRE EL AGRETAMIENTO Y LA CORROSION, Y QUE EL ANCHO DE LAS

GRIETAS SOLO DEBE LIMITARSE POR LAS RAZONES ESTETICAS (10.15, 10.21). EN ESPECIAL SEÑALAN QUE DE ACUERDO CON LA TEORIA A MENOR RECUBRIMIENTO, MENOR ANCHO DE

GRIETA, PERO QUE PARA FINES DE EVITAR LA CORROSION ES PREFERIBLE DAR RECUBRIMIENTOS GRANDES Y COMPACTAR BIEN EL CONCRETO

• La mayoría de grietas en concreto ocurren usualmente debido a un diseño y prácticas de construcción inadecuada, tales como:

A) • Omisión de juntas de contracción y aislamiento

y practica inadecuada de juntas.

B) • Inadecuada preparación de la superficie de

colocación.

C) • La utilización de un concreto de elevado

asentamiento, o exceso de agua en el lugar

D) • Acabado o terminación inadecuada

E) • Curado inadecuado o nulo.

CÓMO evitar el agrietamiento en el concreto?

• En primer lugar, tenemos que decir que es muy común que cuando aparecen grietas en el concreto se piense inmediatamente que fue por culpa del cemento, cuando en realidad muchas veces no tiene nada que ver y es causado por malas practicas en la aplicación del concreto.

• La realidad es que esta comprobado científicamente que existen factores que pueden causar agrietamiento, como la deshidratación temprana del concreto causada por altas temperaturas, los vientos fuertes, la baja humedad en el ambiente, etc. Es por eso que a continuación daremos algunas recomendaciones de aplicación y cuidado del concreto que serán efectivas para evitar la aparición de grietas.

• 1.– Es muy importante que todas las superficies que van aestar en contacto con el concreto esténhumedecidas, para evitar que el concreto pierdaagua, sobretodo si las superficies son muy absorbentes. Sise utiliza madera, se debe cubrir con aceite, lo que ayudaa que el agua no sea absorbida por la madera, además deque facilita su retiro.

• 2.– Coloque el concreto y apisónelo lo necesario paraconsolidarlo, se puede hacer mediante varillado o vibrado.

• 3.– Aplane la superficie ligeramente, trate de nivelarúnicamente la mezcla, utilice una llana de madera paraevitar deformaciones o imperfecciones del vibrado o delvarillado.

• 4.– Deje reposar la superficie el tiempo que sea necesario.Lo ideal es hacerlo hasta que la mezcla pierda el brillo porla misma reacción del cemento.

• 5.- “Cure” la superficie del concreto cuidadosamente, elmínimo debe ser de 7 días y el máximo de 28, para lograrla mejor resistencia.

• El concreto desarrolla la resistencia adecuada en unperiodo de 28 días, es por eso que después delmezclado, el concreto va ganando resistencia día tras día.Durante este periodo es necesario mantenerlo húmedo.Si el concreto se seca durante este tiempo, la resistenciase vera interrumpida y dejara de ganar fuerza.

• Se recomienda cualquiera que estos métodos de curado:

• Cubra completamente el área con plásticos fijándolosperfectamente a la superficie, evitando que el viento lolevante y/o corra entre el concreto y el plástico.

• · Utilice un producto químico “Membrana deCurado”, aplicándolo uniformemente con un aspersor (noutilizar brochas, vasos, escobas, etc.).