fisuras en pavimentos

8/18/2019 Fisuras en Pavimentos

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FISURAS EN PAVIMENTOS

Causas prevención y tratamiento

CONTENIDO

1. GENERALIDADES

2. TIPOS DE FISURAS EN PAVIMENTOS

3. CAUSAS DEL FISURAMIENTO

4. TRATAMIENTO


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1. GENERALIDADES

Prólogo del ACI 302:

Aun con los mejores diseños del piso y con la construcción apropiada, no es realistaesperar 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 normalesperar algunas cantidades de agrietamiento y alabeo en todo proyecto …”

La aplicación de la guía del ACI 302, permite solamente una reducción del agrietamientoy 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 últimosaños.

Se trata de su reducción de volumen. El concreto cambia ligeramente de volumen porvarias razones y la comprensión de la naturaleza de estos cambios es útil para elplaneamiento o análisis de las obras de concreto.

El concreto, por razones que analizaremos más adelante, se encoge o se hincha en lastres 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 decirque tengo 150 lts de agua en la mezcla. Esta agua es necesaria para manejabilidad yevidentemente para que el cemento reaccione, es decir para hidratar el cemento. Perocuanta agua necesita el cemento para hidratarse? La consistencia del cemento es algoasi como la relación agua cemento química y normalmente es de 0.20, eso quiere decirque el cemento toma el 20% del agua de la mezcla para hidratarse, el resto del agua esagua de evaporación, entonces 130 lts de agua salen de la masa de concreto.


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Si el concreto se encogiera libremente no habría ningún problema! Quizá un pequeñofaltante 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!

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 normalesde volumen tendrían pocas consecuencias, pero, como el concreto es servicionormalmente se restringe por los cimientos, subrasantes, refuerzo o elementosconectados se pueden desarrollar esfuerzos considerables.

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

• Cuando la fuerza de tensión aplicada a un elemento de concreto supera suresistencia 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 t́ ≈ 10 f´c

CAUSAS:

• Expansión lineal

• Contracción ocasionada por ciclos de temperatura y humedad

• Efectos químicos: Contracción por carbonatación, ataque por sulfatos yexpansión causada por RAA.

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

mismo.


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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

• Funciona muy bien a compresión

• Estable y resistente al medio ambiente

• Bajo costo

• Moderada resistencia al fuego

• Dureza superficial


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• Incremento de resistencia con el tiempo

• Sufre retracción

• La hidratación de cemento es exotérmica

2. TIPOS DE FISURAS EN PAVIMENTOS

De acuerdo con el mecanismo o proceso de falla

Retracción plástica: Perdida de humedad rápida de la superficie que supera la

tasa de sangrado. La tasa de evaporación depende de variables como humedadrelativa, temperatura ambiente, temperatura del concreto y viento. Ocurre en lasprimeras horas cuando el concreto aún está fresco antes de endurecerse.

Asentamiento plástico: Contracción vertical de los materiales cementantesfrescos, antes del inicio de fraguado, y el resultado del sangrado o exudación.Movilización de agregados, el concreto continúa consolidándose y esinterrumpido 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 hayarestricción el movimiento ocurre libremente y no desarrolla esfuerzos y fisuras.

La contracción en concreto reforzado es menor que aquella del concreto simpley la diferencia depende de la cantidad de refuerzo. El acero de refuerzo restringepero no previene, la contracción por secado. La contracción puede continuar pormuchos años, dependiendo del tamaño y de la forma del concreto. Normalmenteel 35% de la contracción ocurre en el primer mes, en el primer año el 90%.

Contracción térmica: Diferencias de temperatura en un elemento de granvolumen, o alto contenido de cemento pueden generar fisuración. La reacciónpor la hidratación del cemento es exotérmica, es decir, libera calor, en elementos

Térmicas Daños por congelación temprana

Retrácción plástica

Asentamiento plástico

Movimientos de la formaleta

Movimientos de la subrasante

Retracción de los agregados

Retracción por secadoAleatorias

Corrosión del refuerzo

Reacción Alcali-Agregados

Carbonatación del cemento

Ciclos helado/deshelado

Variaciones en la temperatura

Restricciones externas

Gradientes térmicos internos

Sobrecargas accidentales

Cargas de diseño

Físicas

Mecánicas

ANTES DE

ENDURECER

Físicas

Químicas

Contracción térmica temprana

Térmicas

Mecánicas

DESPUES DE

ENDURECER


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de grandes volúmenes este calor se retiene y no se disipa, esto ocurre durantelas primeras horas.

Fisuras de origen Químico: algunas reacciones químicas pueden provocarfisuración, origen de los materiales que componen el concreto o que están a sualrededor. Alcali-agregado provoca una formación de un gel expansivo que

provoca deterioro del concreto. Aguas sulfatadas, los sulfatos penetran en lapasta y entran en contacto con el aluminato, este compuesto aumenta devolumen, elevando las tensiones y causando el deterioro. Corrosión dearmaduras: 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 construcciónpueden ser mas severas que las que soportara la estructura en servicio.

3. CAUSAS DEL FISURAMIENTO

DISEÑO.

Juntas interrumpidas

Junta mal diseñada


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Ausencia de juntas

Relación de forma

CONSTRUCCIÓN:

Juntas ancladas


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Pasadores mal puestos

Juntas mal cortadas:

Profundidad deficiente:

Vibrado deficiente:


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Espesor deficiente:

Mal curado


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• Desconfinamiento lateral

• Bombeo

• Falla en la subbase


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4. TRATAMIENTO:Antes de reparar las fisuras es importante identificar primero su ubicación yextensión. Se deberá determinar si las fisuras observadas indican problemasestructurales actuales o futuros, considerando las condiciones actuales y lascondiciones de carga anticipadas para el futuro. Se deben revisar los planos,

especificaciones y registros de construcción y mantenimiento. Si estosdocumentos no proporcionan información necesaria, antes de proceder conlas reparaciones se debería efectuar una investigación in situ y un análisisestructural completo.Las fisuras se debe reparar si estas reducen la resistencia, rigidez odurabilidad de la estructura a niveles inaceptables o si la función estructuralresulta seriamente perjudicada.

a. Identificación del dañob. Clasificaciónc. Registrod. Definir causae. Definir la reparación adecuadaf. Diseño de la reparacióng. Reparaciónh. 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 ygrietas longitudinales. Se tratan de fallas parciales por lo que losprocedimientos de reparación son localizados y no más profundos que1/3 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 herramientasde gran tamaño que puedan afectar el concreto circundante.


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Reparación a profundidad total: Cuando tenemos fisuras o deterioros quecomprometen la totalidad del espesor y el funcionamiento de la losa, se puedenrealizar reparaciones de profundidad total. Estas reparaciones deben realizarsecon cuidado para no afectar el concreto adyacente. Si la fisura afecta mas de1/3 del espeso, se debe hacer reparación de profundidad total.

Inserción de barras de transferencia: Se realizan multiples cortes, para alistarla ranura, este procedimiento no es recomendado para altos rendimientos. Laranura 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 aletasquedan 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 ycuando las mismas se mantengan cerradas y no presentenescalonamientos ni desportillamientos. Para el caso específico de fisuras

longitudinales, el objetivo del cosido cruzado es anclar las mismasmediante barras de acero corrugado con el fin de evitar que migren hacialosas contiguas a la vez mantener una adecuada transferencia de cargamediante 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 contenidosde solidos y baja viscosidad, fácil llenado.

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