Universidad del ValleSolucin Parcial Caso 3 Cesar Andrs Londoo, Jaime Daniel Moncayo, Faccio Garca QuintanaNos presentan el caso del pavimento de concreto de una central de transporte que sufre las causas de los defectos por erosin. Debemos analizar, investigar y dar las causas exactas de por qu est ocurriendo esto en este tipo de concreto. En las imgenes presentadas podemos observar las diferentes erosiones y perdidas de texturizado que ha sufrido este concreto. Las fallas que presenta el pavimento son fallas longitudinales por falla del soporte base, pavimento erosionado, deterioro del texturizado, concreto atacado por agua de los vehculos y uso de agregados de mala calidad.No tenemos datos de las cantidades de materiales utilizados, ni de la relacin a/c. Los nicos datos disponibles que tenemos es que el concreto se prepar en 2 trompos de 1,5 sacos cada uno, en la preparacin el concreto estaba adicionado con puzolanas naturales en un 30%, tiene una resistencia a flexin de 600 psi, la temperatura de trabajo fue mayor a 28C, humedad inferior al 75% y la velocidad del viento fue bastante alta. No se sabe si se usaron aditivos y segn testigos nunca se realiz o fue escaso el curado. Debido a todos los problemas presentados se opt por realizar pruebas de carbonatacin, estas demostraron que exista una carbonatacin muy alta.Con los datos que nos han suministrado responderemos las siguientes preguntas:1) Analice y defina las causas por las cuales el texturizado del concreto se redujo o se perdi por erosin.R/ En una obra o en la realizacin de un concreto podemos hacer concretos de muchas formas, lo podemos preparar y verter en su respectivo lugar y esperar a que seque, tambin podemos prepararlo, verterlo en su lugar y antes de que seque utilizar un determinado instrumento que se encargue de aplicar la textura al concreto (una serie de rayas con una determinada separacin en un mismo sentido sobre la capa superior del concreto). El texturizado del concreto se usa para generar un nivel de resistencia al deslizamiento, generando un grado de aspereza a la superficie y tambin para crear vas de escape para el agua debajo de los neumticos de los vehculos.La presencia de fisuras est condicionada por diferentes procesos en el manejo y colocacin del concreto, curado, carbonatacin, condiciones ambientales y el estado de los agregados en la realizacin del concreto y el diseo del mismo (dosificacin y vaciado). Las presencia de fisuras afectan directamente el texturizado del concreto ya que ambas son en la parte superior, entonces cuando el concreto se fisura el texturizado se daa. Analizaremos las causas por las cuales el concreto se puede haber fisurado y perdido su texturizado. Debido al desconocimiento de valores de dosificacin y de ciertos pasos en el proceso de mezclado se explicar las posibles causas siguiendo los parmetros que condicionan la fisuracin:A. Condicionesambientales.El concreto presenta fisuramiento por retraccin plstica, retraccin hidrulica y mapeo, esto se debe a que la temperatura en la obra fue bastante alta 28C, la velocidad del viento era alta, 15km/h, esto ayuda a una evaporacin ms rpida del agua y la humedad relativa era un poco baja, por debajo del 75% y a estos factores se le suma el calor de hidratacin generado por componentes del cemento como el SC3, estos factores hacen que la capa superficial expuesta se seque mucho antes que se alcance el termino de fraguado, apareciendo as fisuras aproximadamente dentro de las primeras 12 horas de colocado el concreto.Podemos usar el nomograma de Menzel para el clculo del agua evaporada en funcin de la temperatura y conocer si tendremos o no fisuras, obviamente esperamos que el resultado sea que si vamos a obtener fisuras debido a las condiciones. Debemos aclarar que no conocemos la temperatura del concreto y no la podemos calcular con la formula Tc=0,7TempAgre + 0,2TempAgua + 0,1TempCto ya que no conocemos las temperaturas de ninguna de las variables que aparecen en la formula, debido a esto aproximamos la temperatura del concreto a un valor de 30C.

Figura 1. Nomograma de Menzel

Usando los resultados del nomograma de menzel podemos observar que existe algn riesgo de fisuracin, en este caso ya conocemos que el concreto si se fisur.

B. CuradodelConcreto.Segn testigos en la obra en ningn momento se le realizo el respectivo curado al concreto o fue muy poco. El curado pretende controlar el movimiento de temperatura y humedad hacia dentro y hacia afuera del concreto. Busca tambin, evitar la contraccin de fragua hasta que el concreto alcance una resistencia mnima que le permita soportar los esfuerzos inducidos por sta. No se cubrieron las placas para evitar el desprendimiento de agua por el viento o en forma de vapor. La falta de curado o curado incorrecto del concreto reduce drsticamente su resistencia, puede causar graves detrimentos en las propiedades del concreto a corto plazo (fisuraciones) y a largo plazo (superficie menos durable). Si se realizan 7 das de curado se puede obtener el doble de resistencia a la abrasin que con 3 das de curado, con 24 horas de curado la resistencia a la abrasin se reduce en un 65%. En nuestro caso el curado fue nulo o muy poco. C.EstadodelosAgregados.En la informacin suministrada nos indican que los agregados tenan palos y tierras, estaban sucios (mal gradados), es posible que no se haya realizado control a su gradacin, humedad natural y dureza (desgaste). Estos objetos los podemos considerar como sustancias perjudiciales e influyen gravemente con el concreto, entre los principales problemas que nos pueden causar este tipo de partculas podemos encontrar afectacin del fraguado, desarrollo de resistencias, adherencia entre el agregado y la pasta de cemento, afectan la trabajabilidad y la durabilidad de la mezclas.D.Carbonatacin.La carbonatacin es la prdida de ph que ocurre cuando el dixido de carbono reacciona con la humedad dentro de los poros del concreto y convierte el hidrxido de calcio con alto ph a carbonato de calcio el cual tiene un ph ms neutral. Se tomaron 10 muestras del pavimento a el cual se le realizaron pruebas de carbonatacin 3 aos despus de estar en operacin el concreto, todas las muestras mostraron un grado de carbonatacin bastante alto, teniendo una profundidad media de carbonatacin de 19,6mm. La profundidad de carbonatacin indica que el concreto elaborado tiene poros, fisuras y microfisuras por donde puede ingresar al concreto el CO2 y los sulfuros emitidos por el alto trnsito de vehculos en la zona. Estas por lo general se forman por la falta de un aditivo plastificante incorporador de aire, perdida excesiva de agua por la superficie debido a un exceso de la misma en el volumen de concreto (mayor relacin a/c), tallado inadecuado, excesos de vibrado o vibrado deficiente (posiblemente causal de la fisuracin por mapeo), uso de equipo de colocacin inadecuado, curado deficiente (falta cubrir las placas para evitar perdida excesiva de agua). El concreto se vio atacado y afectado por el agua de los vehculos en la zona de parqueo, estos lquidos posean agentes qumicos y pudieron llegar a partes profundas del concreto debido a su alta cantidad de poros causados por los altos calores de hidratacin y falta de curado. El ph alcalino baj a valores de ph neutro contribuyendo a la corrosin del acero, esto ocasiona que en la parte superior del concreto podamos observar manchasdecolorrojizo(fotos7y8 del examen parcial caso 3).Las grietas que se observan pueden tambin ser ocasionadas por una estructura de base, sub-base y/o subrasante deficiente; o una apertura al servicio prematura. E. Preparacin,ManejoyColocacin.Tenemos conocimiento que el concreto fue preparado en obra en dos trompos de 1.5 sacos cado uno y adicionado con puzolanas naturales en un 30%. No conocemos la relacin a/c, ni el estado y sanidad del agua que fue utilizada, tampoco sabemos si se utilizaron aditivos, o como se ubic en su lugar el concreto. Existe mala calidad en el proceso constructivo, en particular en la formacin de la mezcla (hace falta control de la calidad en la mezcla al momento de realizar el vaciado. La mezcladora no es la herramienta apropiada para elaboracin de esta clase de concretos). Puede existir la posibilidad que durante el transporte, colocacin y mezclado se presentara perdida de plasticidad que debi exigir la adicin de agua, lo que pudo favorecer la tendencia a la segregacin de la mezcla y ayudar en la formacin de fisuras. Las puzolanas se utilizaron en un valor aceptable ya que se pueden utilizar hasta en un 40% sin reducir la resistencia ni generar algn otro problema, debemos tener en cuenta que como se utilizaron puzolanas tambin se debi agregar cal para que las puzolanas fueran cementantes, el uso excesivo de cal puedecausarproblemasdefisuramientoenelconcreto.Cuando el concreto es tallado o emparejado mientras todava existe agua libre en la superficie se pueden eliminar las burbujas de aire pero se genera una relacin a/c bastante alta (alta porosidad, baja resistencia). La mezcla del agua producto de las operaciones de acabado con el mortero superficial, diluye la pasta y produce una capa superficial muy dbil. Esto puede causar pulverizacin o escamas en la superficie y en ocasiones grietas en forma de mapa.

2) Qu diseo de concreto recomendara?Debemos disear un concreto que no presente fisuras, su texturizado no se dae y tenga buena resistencia. Debido a las condiciones climticas que tenemos lo principal que debemos tener en cuenta es el tipo de cemento que vamos a utilizar, necesitamos uno que no me genere calor de hidratacin en exceso pero que me d buena resistencia, esto lo podemos hacer configurando buenas relaciones de valores aceptables de SC3 y dems componentes del cemento. Nos podemos guiar de la tabla (1) para escoger el cemento. Viendo la tabla podemos escoger un cemento tipo II ya que el calor de hidratacin es moderado y no necesitamos ganar resistencias rpidamente. Debemos usar agregados que no sean de rio ya que son de mala calidad y pueden contener materias orgnicas u otras sustancias perjudcales que nos afecten en los problemas ya mencionados, usar agua limpia, usar aditivos superplastificantes (Sikafluid, por ejemplo) reductores de agua e inclusores de aire. Preparar la mezcla en una central hormigonera con dosificacin en peso (no utilizar dosificacin volumtrica en obra). Realizar un adecuado control en la recepcin de mezclas en obra (ensayo de asentamiento con cono de Abraham).Si se compra el cemento en fbrica se debe tener mucho cuidado durante el transporte de la fbrica a la obra, el transporte de concreto se realizara en vehculo que garantice el mezclado al momento de entregar en el sitio de la obra evitando la segregacin de la mezcla durante el acarreo en otro medio (ej. Carreta o carretn), el tiempo de mezclado y colocacin no debe ser demasiado extenso, no debe ser ms de 2 horas o 3:30 horas en caso tal que se usen aditivos. Se debe Utilizar un mtodo constructivo adecuado con mano de obra calificada y equipos calibrados, con buena calidad, realizando un buen vibrado (rodillo compactador) y un buen terminado texturizando cuando el concreto se encuentre a punto de llana (perdido el brillo superficial).Por el mtodo de espacios libres debemos encontrar una relacin a/c adecuada para evitar perder trabajabilidad y usar la menor cantidad de agua posible, debemos evitar las horas calientes y con mucho viento del da por lo que se debe mezclar y fundir en las primeras horas del da tipo 5am o en la noche cuando no haya sol y as evitar excesivos calores de hidratacin, no se debe usar cemento en cantidades excesivas, se debe usar aditivos plastificantes para ganar resistencias y usar menor cantidad de cemento, por ltimo se deben realizar correcciones por hinchamiento, absorcin y humedad para garantizar un asentamiento entre 8-10cm y tener una mezcla blanda y trabajable.Para evitar las prdidas de agua superficial durante el curado se debe cubrir con una membrana plstica (preferiblemente de color negro para aumentar el calor), la cual debe levantarse nicamente durante las labores de aplicacin de agua o curador qumico. No se recomienda recubrir con arena, aserrn u otros que pudieran inducir una carga prematura a las placas de concreto.El curado inicial se debe realizar mediante la aplicacin de una pelcula antisol mediante equipo atomizador (se puede realizar al terminar el fraguado final del concreto, aproximadamente 8 horas despus del vaciado). Se debe continuar con aplicacin de agua peridicamente, para lo cual se recomienda el uso de equipo atomizador; (no utilizar chorros con mangueras o descargas sbitas con baldes u otros).Los cuidados que se deben tener durante la colocacin son los siguientes:

Figura 2. Forma correcta de colocar el concreto.

Tabla 1. Composiciones tpicas de los cementos portland

3) Cul sera su sugerencia para reparar esta obra?

En caso de fisuracin pueden solucionarse con un mortero de reparacin el cual contenga algn tipo de aditivo impermeabilizante (Sika1, por ejemplo), o si la fisura es muy ancha se puede utilizar una inyeccin de resina, para evitar mayor deterioro del concreto. Si las fisuras no son muy anchas se puede usar rexina epoxi, esta se adhiere a fisuras de poco espesor. Se debe limpiar la zona, inyectar la resina, sellar las superficies luego de la aplicacin de la misma, el sellado se debe hacer con un material plstico compatible con el relleno, por ltimo se debe retirar el sello superficial.Tambin se puede hacer un procedimiento de perfilado y sellado. Este es de gran utilidad para superficies planas u horizontales como pavimentos. Este consiste en llenar y sellar la fisura luego de ser limpiada y se pueden usar materiales como uretanos, siliconas, polisulfuros, materiales asflticos, resina epoxi o morteros de polmeros.Otra posible opcin es la impregnacin por polmeros. Para esta opcin se debe adicionar un lquido con un sistema monomrico, dependiendo del tipo as mismo es su volatilidad, toxicidad e inflamabilidad. El pavimento se inunda con el monmero llenando las fisuras y quedando estructuralmente reparadas con un material fuerte, resistente y durable. Un aspecto a tener en cuenta es que le da propiedades adicionales al concreto.Se debe hacer un recubrimiento anticarbonatacin, siendo este capaz de puentear todas las fisuras existentes en el concreto, evitando la futura carbonatacin del concreto.En caso de fisuraciones longitudinales y deterioro por penetracin de CO2 en las partes ms afectadas, lo ms recomendable es cortar las secciones notablemente afectadas y realizar de nuevo la elaboracin de las lozas, desde la base segn recomendaciones ya mencionadas en los puntos de vista anteriores.

Anexos.Ver archivos: Sika Positar. SikaFluid. Sika 1.