AGRIETAMIENTOS EN EL CONCRETO

AGRIETAMIENTOS EN EL CONCRETO.-

No es deseable el agrietamiento al azar en el concreto, pero puede hacer que paresca feo y generar debilidad estructural del concreto.

Se usan refuerzo y juntas para controlar el agrietamiento. El agrietamiento muy malo deja el refuerzo expuesto al aire y a la humedad, lo que puede causar oxidaciony debilitamiento en el concreto.

TIPOS DE GRIETAS.-

Ocurren dos tipos de grietas en el concreto reforzado:

-GRIETAS DE PREFRAGUADO Lasgrietas que ocurren ANTES de que el concreto se endurezca, mientras todavia es trabajable.

-AGRIETAMIENTO POR ENDURECIMENTO Grietas que ocurren DESPUES de endurecido del concreto.

GRIETAS DE PREFRAGUADO.-

Las grietas de prefraguado se forman durante el colado, la compactacion y el acabado, causadas por el movimiento del concreto antes de que este seco.

Hay tres tipos de grietas de prefraguado:

Grietas por:

ASENTAMIENTO PLASTICO

Grietas por:

CONTRACCION PLASTICA y

Grietas por:

MOVIMIENTO DE LA CIMBRA

Las grietas de prefraguado pueden evitarse tratando de localizarlas en la medida que ocurren, mientras que el concreto todavia esta fraguando.

Si se detectan a tiempo facilmente pueden corregirse compactando, allanando o aplanando de nuevo la superficie del concreto.

GRIETAS POR ASENTAMIENTO PLASTICO.-

Son las que se forman poco despues de que el concreto es colado, mientras aun esta plastico. Se hacen mas grandes en la medida de que el concreto se vaya secando y se contrae, y tiende a seguir las lineas de refuerzo.

PREVENCION.-

Vuelva a allanar

Vibre nuevamente el concreto

Vuelva a allanar la superficie

Localice las grietas mientras el concreto esta fraguando. En esta etapa pueden ser facilmente corregidas.

GRIETAS POR CONTRACCION PLASTICA.-

En dias de mucho calor o poca humedad y vientos moderados. El agrietamiento es mas comun en el verano, pero puede ocurrir durante el invierno.

Las grietas por contraccion plastica aparecen en lineas, mas o menos paralelas o de una manera al azar. Por general, son de 300-600mm de largo, pero pueden ser de entre 25mm y 2m de largo.

PREVENCION.-

Humedezca la sub-base y los moldes y proteja el concreto contra el viento.

Mantenga frios todos los  materiales en dias calurosos.

Cuele, compacte y cure tan pronto como sea posible en dias calurosos, de modo que el concreto no se seque.

Una vez que el concreto sea compactado, enrasado y aplanado, aplique una pelicula uniforme de rociado de un RETARDADOR DE EVAPORACION(alcohol alifatico)para evitar la perdida rapida de humedad en la superficie, y luego continue con el acabado.

Trate de colocar en las horas mas frias del dia.

REPARACION.-

Las grietas pueden cerrarce trabajando nuevamente el concreto plastico.

MOVIMENTO DE LA CIMBRA.-

Si la cimbra no es lo suficientemente resistente,puede doblarse o abultarse. El movimiento de la cimbra puede ocurrir en cualquier momento durante el colado y la compactacion.

Prevencion.-

Asegurese de que la cimbras sean resistentes.

Si el concreto se colapsa, refuerce la cimbra y vuelva a vibrar el concreto.

CHOQUE TERMICO.-

La aplicación de agua fria, como curado,sobre el concreto en un dia caluroso, puede dar como resultado grietas causadas por la contraccion subita.

Prevencion.-

Use agua tibia.

GRIETAS DESPUES DEL ENDURECIMIENTO.-

Las grietas despues del endurecimiento pueden ser causadas por la contraccion del secado, el movimiento, o el asentamiento del suelo, o por colocar en el concreto cargas mas pesadas que aquellas diseñadas para ser soportadas.

Poco puede hacerse con las grietas despues del endurecimiento. El colado cuidadoso y correcto ayuda a prevenir el agrietamiento serio despues del endurecimiento.

Las grietas no controladas son un posible problema. Las grietas en las juntas de control o controladas por el acero de refuerzo pueden ser algo esperado o aceptable.

AGRIETAMIENTO EN EL CONCRETO FRESCO.-

Las grietas en el concreto en una construcción ocurren por varias razones. Es casi inevitable debido a que el concreto, como la mayoría de los materiales para la construcción, se mueve al cambiar su contenido de humedad. Específicamente, se contrae cuando pierde humedad. Siendo un material frágil, está expuesto a agrietarse cuando se contrae, a menos que sean tomadas medidas apropiadas para evitar esto, por ejemplo, por la provisión de juntas de control. El agrietamiento por contracción no es la única forma de agrietamiento, también puede darse debido al asentamiento del concreto, al movimiento de las cimbras antes de que el elemento de concreto sea capaz de sostener su propio peso, o debido a

cambios en la temperatura del concreto y el movimiento térmico resultante. Las medidas apropiadas al menos minimizarán, si no es que evitarán completamente,

estas formas de agrietamiento.

En todos los casos, las juntas a intervalos apropiados controlarán el agrietamiento y asegurarán que no ocurran de una manera aleatoria en detrimento de la apariencia y la durabilidad a largo plazo de la estructura.

GRIETAS POR PREENDURECIMIENTO.-

Las grietas formadas antes de que el concreto endurezca completamente —por ejemplo a menos de 8 horas— se conocen como grietas de preendurecimiento.

Hay tres tipos principales de grietas:

• Por contracción plástica.

• Por asentamiento plástico.

• Por el movimiento

de la cimbra.

Todo esto ocurre como resultado de las condiciones y prácticas de construcción,

aunque el diseño defectuoso de la cimbra puede conducir a su movimiento y/o su falla. Las grietas por preendurecimiento usualmente pueden prevenirse por la adopción de buenos procedimientos de construcción.

Las grietas plásticas se forman en la superficie de concreto mientras está todavía plástico, es decir, antes de que haya fraguado y empezado a endurecerse, aunque no pueden llegar a ser visibles sino hasta después. Éstas son debidas a la rápida pérdida de humedad de la superficie de concreto, por ejemplo, en condiciones de calor, sequedad y viento (son una forma de grietas por contracción por secado). Usualmente se forman sin ningún patrón regular y pueden variar desde tan sólo 25 mm hasta 2 m de longitud. Son casi rectas y varían desde el espesor de un cabello hasta los 3 mm de ancho.

PREVENCIÓN DE GRIETAS POR CONTRACCIÓN PLÁSTICA.-

La mejor protección es entender cuándo los riesgos de agrietamiento plástico son más grandes, de modo que puedan tomarse acciones apropiadas. Las variables principales que controlan la tasa de evaporación son:

• Velocidad del viento.

• Humedad relativa.

• Temperatura del concreto.

• Temperatura del aire.

El mayor riesgo de agrietamiento plástico ocurre en días calurosos, secos y con viento. Cuando la tasa de evaporación estimada excede de un litro/m² por ahora, es necesario tomar precauciones para evitar el agrietamiento plástico. La experiencia sugiere que este límite es adecuado. Es recomendable la adopción de un enfoque conservador cuando se decida tomar precauciones amén de que es aconsejable que la protección contra el agrietamiento plástico inicie a la mitad de esta tasa de evaporación.

Típicamente, una de las variables más significativas es la velocidad del viento. Esta es la razón del porqué se le llama ‘agrietamiento por viento’, como recordatorio de que es causado principalmente por los movimientos de aire provocando secado en la superficie.

En ambientes más cálidos y secos, la temperatura y humedad son igualmente

importantes. Puede obtenerse cierta protección evitando el movimiento del aire sobre la losa por medio de un rompedor de viento.

El uso de polietileno evitará tanto la evaporación como el movimiento del aire. Sin embargo, debe usarse con precaución cuando se trate de obtener un color consistente en la losa. Generalmente, el uso de polietileno produce diferencias de sombra debido a diferentes condiciones de humedad asociadas con el arrugado del polietileno. El polietileno puede ser colocado sobre la superficie con un tramo suficiente enrollado en las secciones para permitir que el acabado sea completado.

Otras precauciones que pueden adoptarse incluyen:

• El uso de alcoholes antievaporantes patentados. Se aplican con pulverizador sobre la superficie para proporcionar una delgada capa de alcohol que reduce las tasas de evaporación de agua en la superficie del concreto. Estos productos no son caros. No son agentes de curado y tienen que ser reaplicados si la superficie es perturbada.

• Neblina de agua (puede ser difícil de lograr en condiciones de viento).

• Fibras de polipropileno (se agregan típicamente en la planta de dosificación, y por lo tanto su uso requiere de planeación).

GRIETAS POR ASENTAMIENTO PLÁSTICO.-

La mayor parte del concreto sangra después de que es colocado, es decir, el agua se eleva a la superficie a medida que las partículas sólidas se asientan. El agua de sangrado se evapora y hay una pérdida del volumen total (el concreto se ha ‘asentado’). Si no hay una restricción, el resultado neto será una ligera baja del nivel de la superficie. Sin embargo, si hay algo cerca de la superficie, tal como una varilla de refuerzo que evite que cierta porción del concreto se asiente mientras que el concreto a ambos lados continúa cayendo, hay un potencial de que se forme una grieta sobre el elemento que restringe. También pueden ocurrir cantidades diferenciales de asentamiento donde hay un cambio en la profundidad de una sección, tal como en la unión de una viga con una losa.

Las grietas por asentamiento tienden a seguir un patrón regular que coincide con una restricción, usualmente el refuerzo o un cambio en sección. No son profundas, por lo general pero, debido a que tienden a seguir y a penetrar hasta donde está el refuerzo, pueden reducir la durabilidad de una estructura. Los factores que pueden contribuir al asentamiento plástico incluyen:

• La tasa de sangrado.

• La profundidad del refuerzo

con relación al espesor total.

• El tiempo total de asentamiento.

• La relación entre la profundidad

en el refuerzo y el tamaño

de la varilla.

• Los constituyentes de la mezcla.

• El revenimiento.

PREVENCIÓN DEL AGRIETAMIENTO POR ASENTAMIENTO PLÁSTICO.-

Las grietas por asentamiento plástico se evitan o cierran revibrando el concreto después de que el asentamiento esté virtualmente completo y que haya empezado

a fraguar, por ejemplo, después de una hora aproximadamente. La revibración cierra las grietas y mejora el acabado de la superficie y otras propiedades del concreto. Es esencial considerar cuidadosamente el tiempo para asegurar que el concreto vuelva a licuarse bajo la acción del vibrador y que las grietas cierren completamente. La aplicación de la vibración antes de que el concreto haya

empezado a espesarse puede permitir que las grietas vuelvan a abrirse. Si se

aplica demasiado tarde, es decir, después de que el concreto ha empezado a endurecerse, puede dañar la adherencia con el refuerzo o reducir su resistencia última.

Otros procedimientos que pueden ayudar a reducir el agrietamiento por asentamiento plástico incluyen el uso de:

• Mezclas de revenimiento más bajo

• Mezclas más cohesivas

• Un inclusor de aire para mejorar la cohesión y reducir el sangrado así como…

• El incremento del recubrimiento a las varillas de más arriba.

Donde haya un cambio significativo en la sección, el método de colocación puede ser ajustado para compensar los diferentes grados de asentamiento. Si la sección profunda es colada primero que la parte inferior de la sección menos profunda, puede permitirse que este concreto se asiente antes de que sea colocado el resto del concreto. Sin embargo, la capa de más arriba debe ser bien vibrada hasta dentro de la capa del fondo. Se sugiere evitar el uso de retardadores como una manera de reducir el agrietamiento por asentamiento plástico; pero, para el colado del concreto en clima cálido, las ventajas de los retardadores generalmente pesan más que las desventajas.

GRIETAS CAUSADAS POR EL MOVIMIENTO DE LA CIMBRA.-

Si hay un movimiento deliberado o no intencional de la cimbra después de que el concreto ha empezado a espesarse, pero antes de que haya ganado suficiente resistencia para soportar su propio peso, pueden formarse grietas sin patrón definido.

Para evitar el agrietamiento por esta causa, la cimbra debe ser:

• Suficientemente fuerte y rígida para soportar el peso del concreto sin deflexiones excesivas.

• Dejarse en el lugar hasta que el concreto haya ganado suficiente resistencia para soportarse a sí mismo.

Los concretos que incorporan materiales cementantes suplementarios —tales como ceniza volante— pueden requerir más tiempo para ganar la resistencia y

deben de considerar alguna tolerancia.

AGRIETAMIENTO EN EL CONCRETO ENDURECIDO.-

Las grietas ocurren en el concreto endurecido por dos razones principales:

• cambios de volumen en el concreto; y

• reacciones químicas dentro del cuerpo del concreto que causan expansión y el agrietamiento subsecuente del concreto.

El movimiento volumétrico en el concreto no puede ser evitado. Ocurre siempre que el concreto gana o pierde humedad (contracción por secado) o siempre que cambia la temperatura (movimiento térmico). Si tales movimientos son excesivos, o si no se han tomado las medidas adecuadas para controlar sus efectos, el concreto se agrietará.

Las reacciones químicas dentro del cuerpo del concreto, que pueden hacer que

se expanda y se agriete, incluyen la corrosión del refuerzo y el ataque de sulfatos, y la reacción álcali-agregado. A menos que se tenga el cuidado adecuado en la selección de los materiales y que se coloque, se compacte y se cure apropiadamente un concreto de buena calidad, estas reacciones no deben de ocurrir, excepto en condiciones de un medio ambiente extremos.

El ‘agrietamiento menudo’ describe las grietas muy finas que aparecen en la superficie del concreto después de que ha sido expuesto a la atmósfera por algún tiempo.

Puede ocurrir tanto en superficies allanadas como en las moldeadas, pero es más notorio en estas últimas, particularmente cuando están húmedas. Ocurre cuando la superficie de concreto se expande y se contrae durante ciclos alternos de mojado y secado, o cuando sufre carbonatación y se contrae durante la larga exposición al aire.

El uso de mezclas ricas en cemento sobre la superficie de concreto, ‘secadoras,’ exacerba el problema, como lo hace también el trabajo excesivo (trayendo el exceso de mortero a la superficie) o cuando se trata de llevar el agua de sangrado a la superficie por medio del allanado.

En superficies moldeadas, el agrietamiento menudo tiende a ocurrir sobre las caras lisas coladas contra materiales de cimbras de baja permeabilidad.

Generalmente se acepta que el agrietamiento menudo es un problema cosmético.

Hay mucha evidencia anecdótica de losas de pisos industriales que exhiben agrietamiento superficial, que han estado en servicio por mucho años sin deterioro.

Puede ocurrir el remedio autógeno de las grietas finas, y aunque se hayan ‘curado’ las grietas todavía son visibles.

Prevención del agrietamiento menudo. Para evitar el agrietamiento menudo sobre superficies allanadas:

• evite mezclas muy húmedas;

• no utilice ‘secadores’;

• no trabaje excesivamente

el concreto;

• no intente dar acabado

mientras haya presencia

de agua de sangrado;

• no allane con acero hasta que el brillo

del agua haya desaparecido;

• comience un curado continuo de inmediato; y no someta la superficie a ciclos

de mojado y secado.

En superficies moldeadas, deben evitarse las mezclas muy húmedas y demasiado

ricas, y el curado debe ser continuo. El concreto no debe ser sometido a ciclos

de mojado y secado. Grietas por contracción por secado El concreto endurecido se contrae, es decir, se reduce en volumen a medida que pierde humedad debido a:

• la hidratación del cemento;

• la evaporación.

La contracción causada por la pérdida de humedad no es un problema si el concreto está completamente libre para moverse.

Sin embargo, si está restringido de alguna manera, entonces se desarrollará un esfuerzo de tensión. Si ese esfuerzo excede la capacidad del concreto para

soportarlo, el concreto se agrietará.

Diversos factores influyen en la contracción del concreto, en particular el contenido total de agua. Otras incluyen:

• el contenido, tamaño, y las propiedades

físicas del agregado;

• la humedad relativa;

• los aditivos, especialmente aquellos que

contienen cloruro de calcio; y

• las condiciones de curado.

El contenido de cemento del concreto influye en la contracción por secado casi únicamente en la medida en que influye en la cantidad de agua usada en la mezcla.

A fin de reducir la contracción total del concreto:

• el contenido de agua debe ser minimizado

(consistente con el requisito para la

colocación y el acabado);

• la cantidad del material fino debe ser minimizado;

• debe usarse el contenido más alto de agregado;

• debe usarse el tamaño máximo posible del agregado; y

• deben de adoptarse buenas prácticas de curado.

El reducir simplemente la contracción del concreto no necesariamente reduce el agrietamiento, ya que esto es también influenciado por la restricción, el detallado, la simetría, la práctica de construcción, etc. Para evitar el agrietamiento debido a la contracción por secado La prevención del agrietamiento no controlado, debido a la contracción por secado, empieza con el diseñador. Es esencial el diseño y el detallado apropiados.

Específicamente, debe de prestarse atención a lo siguiente:

• La provisión y localización de refuerzo adecuado para distribuir el esfuerzo de tensión causado por la contracción por secado. Esto es particularmente importante en pisos, losas sobre terreno y aplicaciones similares en donde el refuerzo puede no ser requerido por razones estructurales o de soporte de carga.

• La provisión, localización y el detallado de las juntas para aislar las restricciones y permitir el movimiento entre partes discretas de la construcción. La práctica de construcción también es importante porque debe:

• asegurar que el concreto sea apropiadamente colocado, compactado, y curado,

a fin de minimizar la magnitud de la contracción por secado.

• asegurar que los detalles del diseñador sean puestos correctamente en su lugar; y

• asegurar la remoción de la restricción por la cimbra.

GRIETAS POR MOVIMIENTO TÉRMICO.-

El agrietamiento térmico es atribuible al calor generado durante el proceso de hidratación del cemento. El tema es complejo, y por lo tanto, veremos únicamente:

• El desarrollo de alguna comprensión inicial de los problemas.

• La determinación sobre cuándo los diseñadores y los constructores deben pensar cuidadosamente acerca de este tema.

• Los tipos de grietas que pueden formarse.

• Las estrategias de diseño y construcción para remover o reducir la incidencia de este tipo de agrietamiento.

Calor de hidratación El mezclado del cemento con agua es el comienzo de una reacción química que desprende calor. La cantidad del calor generado es influenciada por varios factores, incluyendo:

• La cantidad de cemento usado.

• Si se usan o no materiales cementantes suplementarios.

• El tipo de cemento, por ejemplo, cemento de alta resistencia, resistencia temprana, o para propósitos generales.

• Las propiedades de los agregados.

• La temperatura de colocación del concreto.

• La temperatura ambiente.

• El tipo de cimbras y cuándo ha de ser desmoldado.

Si se considera deseable reducir la acumulación de temperatura en el concreto,

hay varias opciones relacionadas con el diseño de la mezcla que podrían ser exploradas. Vale la pena discutir las opciones con su compañía local de concreto premezclado para que lo auxilie a evaluar, tanto las implicaciones económicas

como técnicas, de las opciones.

Las opciones que pueden ser consideradas incluyen:

• Usar materiales cementantes suplementarios tales como escoria de alto horno granulada y molida, humo de sílice, o ceniza volante.

• Usar agregados más grandes.

• Usar aditivos reductores de agua.

• Bajar la temperatura de colocación.

Grietas por el calor de hidratación El agrietamiento asociado con el calor de hidratación, puede ser dividido de manera general en dos categorías:

• Grietas que son debidas al desarrollo de un gradiente térmico grande a través del miembro (restricción interna).

• Grietas que se desarrollan debido a la restricción externa proveniente de la contracción libre conforme el miembro se enfría. Restricción interna La regla práctica usual usada para evitar el primer tipo de agrietamiento consiste en asegurar que la diferencia de temperatura a través del miembro sea de menos de 20 °C. Las diferencias de temperatura más grandes que esto pueden ocurrir

en miembros grandes tales como cimientos de plataforma, o potencialmente cuando la cimbra es removida temprano. Se sugiere que este problema sea cuidadosamente considerado cuando el espesor del miembro sea mayor a 500 mm.

Restricción externa

A medida que el concreto se enfría, se contrae. Si esta contracción es evitada

por restricciones externas, puede agrietarse. La clave para la prevención de este

agrietamiento radica en asegurar que el coeficiente de expansión x caída de la

temperatura x factor de restricción sea menos que la capacidad del esfuerzo

de tensión. Por lo tanto, si se reduce el movimiento térmico o la restricción, o se

incrementa la capacidad de esfuerzo de tensión, se reduce o se evita el agrietamiento térmico a edad temprana. Si no es posible evitar agrietamiento térmico a edad temprana, los anchos de las grietas pueden ser controlados por medio del refuerzo.