Mitigación de la fisuración del hormigón

MITIGACIÓN DE LA FISURACIÓN DEL HORMIGÓN

Por Jose Arcila, Ingeniero Superior de Geoestructuras, y Garrett Overcash, Ingeniero Superior de Estructuras

El hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo. Su durabilidad, resistencia y versatilidad son inigualables. La forma más sencilla de hormigón se compone de cemento, áridos (grandes y pequeños) y agua. Las mezclas de hormigón modernas contienen a menudo aditivos químicos que pueden mejorar en gran medida las propiedades de la mezcla y/o del material curado final. Con todos los avances tecnológicos que se han producido desde que el hormigón se utilizó por primera vez hace miles de años, hay un hecho que sigue siendo cierto: ....... El hormigón se agrieta. A veces, las grietas son microscópicas y, otras veces, afectan a la funcionalidad de la estructura prevista. Como contratistas e ingenieros, no podemos "curar" las grietas del hormigón, sino tratar los "síntomas" y mitigar las grietas para proporcionar un producto útil.

¿Cuáles son las causas más comunes de las grietas?

Contracción

La causa más común del agrietamiento excesivo del hormigón está relacionada con el cambio de volumen del hormigón cuando se cura. El hormigón tradicional pierde humedad cuando se cura, y la contracción resultante supera la capacidad del hormigón para resistir la tensión, dando lugar a zonas en las que la tensión del hormigón se alivia en forma de grietas. El agrietamiento por retracción puede minimizarse permitiendo que el hormigón se retraiga de forma controlada.

Procedimientos de mitigación de la contracción de Wayne Brothers :

• Colocación de juntas de alivio para reducir el volumen de hormigón sometido a cambio de volumen
• Técnicas de curado para reducir y ralentizar la pérdida de humedad
• Programación de la colocación del hormigón para reducir los efectos de la temperatura, la humedad y el viento
• Refuerzo añadido en zonas de cambio geométrico sujetas a concentraciones de tensión

Liquidación

Cuando los elementos de hormigón se apoyan sobre una cimentación estable, pueden funcionar según lo previsto y resistir adecuadamente la carga aplicada conocida. Cuando se introducen en la estructura de hormigón fuerzas exteriores procedentes de fuentes desconocidas, pueden producirse fisuras para aliviar estas tensiones adicionales. Una fuente común de fuerzas adicionales en una estructura resulta de cambios dimensionales debidos a asentamientos, laterales o verticales. La prevención de los asentamientos comienza mucho antes de que llegue el primer camión de hormigón.

Wayne Brothers Settlement Mitigation Procedures:

• Compactación del suelo subyacente y adición de una capa de base rígida, si es necesario.
• Protección de la excavación en forma de esteras de barro, revestimientos y drenaje adecuado para preservar la base preparada para la adición de hormigón.
• Apuntalamiento y estabilización de tierras para evitar movimientos laterales durante y después de la colocación del hormigón.

Térmico

El hormigón expuesto a grandes variaciones de temperatura puede desarrollar grietas, tanto en el momento de su colocación como a lo largo de la vida de una estructura curada. Inmediatamente después de la colocación, el control de la diferencia de temperatura entre una superficie expuesta y el núcleo interno de una gran colada de hormigón garantiza que el volumen de hormigón se cure correctamente, no desarrolle una tensión excesiva debido a la restricción interna y alcance la resistencia a la compresión diseñada. Para hacer frente a los efectos de las diferencias de temperatura ambiente en el hormigón curado, la adición de juntas de contracción/control o la eliminación de restricciones en grandes volúmenes de hormigón pueden reducir el desarrollo de grietas.

Procedimientos de mitigación térmica de Wayne Brothers :

• Desarrollo de un plan de control térmico para mantener el intervalo térmico admisible en la colocación de un elemento de hormigón de gran volumen
• Programación y división de vertidos en función de la geometría y el volumen para reducir el delta térmico entre secciones de la estructura
• Trabajar con socios de premezclado para seleccionar un diseño de mezcla de hormigón que minimice la producción térmica durante la fase de curado
• Despliegue de sensores térmicos para validar el plan de control térmico y proporcionar datos en tiempo real
• Añadir juntas de alivio para permitir la expansión/contracción térmica sin restringir el hormigón

Estructural

Las concentraciones de tensiones, las cargas, el movimiento y la resistencia del hormigón son factores que preocupan a la hora de diseñar estructuras de hormigón. La experiencia y una planificación cuidadosa pueden aumentar el diseño del hormigón prescrito por el código para reducir los efectos negativos de todos los factores enumerados anteriormente en el diseño final del hormigón. Un enfoque holístico del diseño del hormigón puede eliminar o, como mínimo, reducir la gravedad de las fisuras relacionadas con la resistencia.

Procedimientos de mitigación estructural de Wayne Brothers :

• Análisis minucioso de la carga en relación con la estructura final prevista
• Adición de refuerzo basada en la experiencia adquirida en anteriores proyectos de diseño y construcción
• Conversaciones detalladas con propietarios y usuarios finales para comprender el uso percibido de la estructura.
• Diseño de la estructura teniendo en cuenta la colocación de las juntas de alivio de volumen y las juntas de construcción
• Ofrecer alternativas de diseño que se adapten mejor a las necesidades del usuario final
• Especificaciones detalladas para facilitar la construcción

El agrietamiento del hormigón es un problema común. Wayne Brothers ha desarrollado una serie de procedimientos de mitigación para abordar estas causas. Al adoptar un enfoque holístico del diseño y la construcción del hormigón, Wayne Brothers pretende ofrecer un producto satisfactorio.

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