Patologia y Terapeutica Del Hormigon Armado

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MANUEL FERNANDEZ CANOVAS
Catedrático de la ETS de Ingenieros
de Caminos, Canales y Puertos.
Universidad Politécnica de Madrid.
Ol.OGIA Y
TERAPEUTICA
DEL
HORMIGON
ARMADO
38 Edición. Actualizada
1.994
PROLOGO
“Sólo la ignorancia es más costosa
que la información y la experiencia”
Hace ya años que se agotó la segunda edición del libro Patología y
Terapéutica del Hormigón Armado y muchos han sido los motivos que han
retrasado la aparición de una nueva edición, pero quizá el más fundamental
haya sido el deseo de hacer una modificación total del libro tratando de
ordenar más su contenido a la vez que adaptarlo en mayor medida a los
conceptos actuales.
La actualización que ha retrasado la publicación era necesaria dado
que mucho se ha avanzado últimamente tanto en recomendaciones, como en
materiales y en técnicas de ejecución.
Mucho ha cambiado desde que saliera, con gran éxito, la primera
edición, que puede decirse que fue el primer libro de Patología de la
construcción de nuestro país, y que, dentro de una gran modestia, creó
inquietud sobre el tema y sentó las bases para posteriores desarrollos, amén
de introducir por primera vez en el léxico constructivo la palabra patología;
ésta empezó a emplearse a raíz de la publicación de este libro, aunque
lamentablemente, hemos de decir, que a veces de forma incorrecta. Nos ha
llamado la atención ver que, incluso algunos profesionales, al hablar de las
lesiones o fallos que presenta una estructura dicen “las patologías que
presenta la estructura...” o al hablar de un edificio: “las patologías que se
observan en el edificio...“, olvidando que Patología es una parte de la ciencia
que trata del estudio de las enfermedades y no de las enfermedades en sí.
Sería igualmente chocante hablar de “las geologías que presenta el terreno”.
Hemos de indicar que es difícil en un libro tratar un tema tan extenso
y complejo como es la patología del hormigón armado, por lo que somos
conscientes de que forzosamente muchas cosas se nos han tenido que quedar
en el tintero y que el técnico que quiera profundizar más tendrá que hacerlo
a través de la bibliografía existente, que afortunadamente es muy amplia, y
alguna de la cual referenciarnos al final de cada capítulo, y por supuesto,
ii PATOLOGIA Y TERAPEUTICA DEL HORMIGON ARMADO
asistido a los congresos que se organizan que sobre el tema y en los que
pueden informarse sobre casos puntuales, algunos de gran importancia e
interés.
El método más eficaz de minimizar defectos y fallos en la construcción
radica en adquirir una buena preparación técnica y ésta deben iniciarla los
alumnos en las escuelas de arquitectura e ingeniería y, posteriormente,
cuando llegan a ser profesionales ampliandola en bibliotecas, con la propia
experiencia y con la de los demás, teniendo siempre presente que el hombre
sabio es el que aprende en los fallos cometidos por los demás.
Afortunadamente, hoy vivimos en una época en la que la divulgación
ha adquirido una importancia fundamental, y aquel viejo adagio que decía
que “los médicos entierran sus errores, los arquitectos los cubren de marmol
y los ingenieros hacen grandes relatos que nuncan llegan a ver la luz del día”
ha pasado a la historia. Hoy todos los profesionales tienden a divulgar sus
errores a fin de que nadie vuelva a cometerlos. Nada más noble que esta
aptitud.
Los errores no pueden entenderse sin un conocimiento amplio de los
mismos y para tener éste es preciso poseer un amplio conocimiento de
construcción.
Los fallos en la construcción normalmente obedecen a errores
cometidos por falta de conocimientos, por descuidos y negligencias, por falta
de control de calidad y, lo que es más censurable por ser intencionado, la
codicia. Todos en el fondo puede que sean consecuencia de uno fundamental:
la ignorancia. La falta de aprendizaje, de conocimeintos, la falta de
experiencia, la de cuidados y control, y la codicia, son eminentemente
costosas en la construcción o en cualquier actividad humana.
Por otra parte la capacidad de cometer errores no es exclusiva de los
arquitectos e ingenieros; cualquier persona, sea profesional 0 no, la tiene.
Con este libro tratamos de aportar algunas ideas preventivas que
tiendan a evitar fallos en el hormigón armado y algunas soluciones para
cuando éstos se hayan presentado.
Madrid, Junio 1994
El autor.
INDICE
PROLOGO.
&
CAPITULO l.- ASPECTOS GENERALES.
l.l.- Importancia de la Patología del hormigón armado. . . . . . . . . . . . 1
1.2.- Estudio estadístico de daños en estructuras. . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.- Terminología. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l l
1.4.- Factores condicionantes de la terapia a emplear
en reparaciones y refuerzos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3
1.5.- Proyecto y ejecución de la reparación o refuerzo. . . . . . . . . . . . . . 1 7
1.6.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
CAPITULO 2.- EVALUACION DE DAÑOS Y CAPACIDAD
RESISTENTE RESIDUAL.
2.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.- Recopilación de información. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.- Determinación de las características resistentes de la estructura. 25
2.3.1.- Determinación por análisis numérico. . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.2.- Determinación por ensayos dinámicos. . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3.3.- Determinación por pruebas de carga. . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4.- Capacidad resistente residual de estructuras dañadas. . . . . . . . . 30
2.4.1.- Fuego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.4.2.- Corrosión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4.3.- Sismos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.5.- Redistribución de acciones-efecto antes de la intervención. . . . . . 39
2.6.- Tiempo disponible para iniciar la intervención. . . . . . . . . . . . . . . 40
2.7.- Medios de intervención. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.8.- Redistribución de acciones-efecto después de la intervención. . . . 42
2.9.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
iv PATOLOGIA Y TERAPEUTICA DEL HORMIGON ARMADO
CAPITULO 3.- DAÑOS POR ACCIONES FISICAS Y QUIMICAS.
3.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.2.- Acciones de tipo físico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.1.- Acción del hielo-deshielo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.2.- Daños provocados por el agua a alta velocidad. . . . . . . . . . 48
3.2.3.- Abrasión por sólidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2.4.- Choques térmicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3.- Acciones de tipo químico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3.1.- Ataque por aniones (sulfatos, cloruros,
etc.) y por cationes (magnesio, amonio, etc.). . . . . . . . . . . . 52
3.3.2.- Ataque por ácidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 0
3.3.3.- Ataque por aguas puras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3.4.- Otros agresivos químicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3.5.- Reacción álcali-árido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3.6.- Oxidación de áridos sulfurosos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.4.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
CAPITULO 4.- DAÑOS CAUSADOS POR CORROSION DE
ARMADuRAs.
4.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.2.- Mecanismo de la corrosión. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1
4.3.- Protección contra la corrosión de armaduras. . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.3.1.- Protección natural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.3.2.- Protecciones complementarías. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.3.2.1.- Protección catódica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.3.2.2.- Galvanización. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.3.2.3.- Recubrimiento de las armaduras. . . . . . . . . . . . . 84
4.3.2.4.- Inhibidores de corrosión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.3.2.5.- Protectores superficiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.4.- Daños en estructuras con corrosión de armaduras. . . . . . . . . . . . 86
4.5.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
CAPITULO 5.- DAÑOS CAUSADOS POR EL FUEGO.
5.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.2.- Factores que influyen en los daños causados por el fuego. . . . . . . 92
INDICE v
5.3.- Resistencia al fuego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3
5.4.- Acción del fuego sobre el hormigón y el acero. . . . . . . . . . . . . . . 101
5.4.1.- Acción del fuego sobre el hormigón. . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.4.2.- Acción del fuego sobre el acero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.5.- Comportamiento del hormigón armado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.6.- Daños que presentan las estructuras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.7.- Colapso de elementos estructurales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.8.- Valoración de los daños sufridos por el hormigón armado. . . . . 114
5.9.- Dimensiones y recubrimientos mínimos para
proteger del fuego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.10.-Protección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.11.-Bibliografia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
CAPITULO 6.- FISURACION.
6.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
6.2.- Causas y tipos de fisuras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6,2.1.- Fisuras de retracción hidráulica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
6.2.1.1.- Fisuras de retracción plástica. . . . . . . . . . . . . . . 124
6.2,1.2.- Fisuras de asentamiento plástico. . . . . . . . . . . . 127
6.2.1.3.- Fisuras de retracción de secado. . . . . . . . . . . . . 127
6,2.2.- Fisuras de entumecimiento hidráulico. . . . . . . . . . . . . . . 135
6.2.3.- Fisuras térmicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.2.4.- Fisuras de origen químico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
6.2.5.- Fisuras debidas a errores de proyecto o de ejecución. . . . 137
6.2.6.- Fisuras ‘debidas a acciones mecánicas. . . . . . . . . . . . . . . 138
6.3.- Aspectos a considerar en la fisuración del hormigón armado. . . 151
6.4.- Valores limites del ancho de fisuras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.5.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
CAPITULO 7.- DAÑOS PRODUCIDOS EN EL PROCESO
CONSTRUCTIVO.
7.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
7.2.- Materiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.2.1.- Hormigón. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.2.1.1.-Cementos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.2.1.2.-Agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
7.2.1.3.- Aridos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
vi PATOLOGIA Y TERAPEUTICA DEL HORMIGON ARMADO
7.2.1.4.- Aditivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
7.2.2.- Ejecución del hormigonado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
7.2.2.1.- Encofrados y moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
7.2.2.2.- Puesta en obra y compactación del hormigón. . . 175
7.2.2.3.- Juntas de hormigonado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.2.2.4.” Curado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7.2.2.5.- Desencofrado o desmoldeo. . . . . . . . . . . . . . . . . 183
7.3.- Armado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
7.3.1.- Diseño de la armadura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
7.3.1.1.- Estribos y cercos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
7.3.1.2.- Anclaje de barras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
7.3.1.3.- Empalmes y solapos de barras. . . . . . . . . . . . . . 193
7.3.1.4.- Distancia de las barras a los paramentos. . . . . . 195
7.3.1.5.- Empuje al vacío. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
7.3.1.6.- Armaduras de suspensión. . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
7.3.1.7.- Armado de vigas de gran canto. . . . . . . . . . . . . . 2 0 0
7.3.1.8.- Apoyos deslizantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
7.3.1.9.- Recomendaciones generales. . . . . . . . . . . . . . . . 201
7.4.- Errores en el manejo y montaje de elementos prefabricados. . . . 2 0 3
7.5.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 5
CAPITULO 8.- DAÑOS POR ACCIONES ACCIDENTALES Y
EXTRAORDINARIAS.
8.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 7
8.2.- Riesgo de acciones accidentales y extraordinarias. . . . . . . . . . . 2 0 8
8.3.- Tipos de acciones accidentales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 10
8.3.1.- Sismos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 0
8.3.1.1.- Estructuras sismorresistentes. . . . . . . . . . . . . . 2 ll
8.3.1.2.- Consolidación de estructuras. . . . . . . . . . . . . . . 2 14
8.3.2.- Inundación de terrazas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 18
8.3.3.- Empuje de tierras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 8
8.3.4.- Acción de raíces de los árboles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 9
8.4.- Tipos de acciones extraordinarias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
8.4.1.- Explosiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2
8.4.2.- Impacto de proyectiles y metralla. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 5
8.4.3.- Impacto de vehículos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 9
8.4.4.- Efecto del choque de las olas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
8.5.- Daños provocados en las estructuras por impactos. . . . . . . . . . . 2 3 3
8.5.1.- Destrucción parcial o total de elementos. . . . . . . . . . . . . 2 3 3
8.5.2.- Colapso progresivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 5
INDICE v i i
8.6.- Procedimiento de reparación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
8.7.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
CAPITULO 9.- ENSAYOS DE INFORMACION.
9.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
9,2.- Ensayo de probetas testigo de hormigón. . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
9.2.1.- Forma de las probetas testigo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
9.2.2.- Dimensiones de las probetas testigo. . . . . . . . . . . . . . . . 241
9.2.3.- Zona de extracción de testigos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
9.2.4.- Rotura de testigos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
9.2.5.- Relleno de taladros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
9.3.- Determinación“in situ” de la resistencia a compresión. . . . . . . 246
9.3.1.- Esclerómetro Schmidt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
9.3.2.- Ensayos ultrasónicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
9.3.3.- Correlación entre ensayos con probetas,
esclerómetro y ultrasonidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
9.4.- Localización de barras de armado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
9.5.- Toma de muestras de armaduras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
9.6.- Medida del potencial de corrosión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
9.7.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
CAPITULO lo.- PREPARACION DE SUPERFICIES A REPARAR.
lO.l.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
10.2.- Preparación de superficies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
10.2.1.-Hormigón. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
10.2.1.1.- Métodos de preparación superficial
del hormigón. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
10.2.1.2.- Características superficiales del hormigón. . . 273
10.2.2.-Acero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
10.3.- Emplastecidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
10.4.- Corte del hormigón. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
10.5.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
CAPITULO ll.- MATERIALES DE REPARACION Y REFUERZO.
ll.l.- Introducción. . . . ‘ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
viii PATOLOGIA Y TERAPEUTICA DEL HORMIGON ARMADO
11.2.- Elección del material de reparación y refuerzo. . . . . . . . . . . . . 280
11.3.- Clasificación de los materiales de reparación y refuerzo. . . . . . 281
11.4.- Materiales de base inorgánica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
11.4.1.- Morteros y hormigones tradicionales. . . . . . . . . . . . . . 283
11.4.1.1.- Componentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
11.4.1.2.- Propiedades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
11.4.1.3.- Aplicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
11.4.2.- Hormigón y mortero proyectado. . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
11.4.2.1.- Componentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
11.4.2.2.- Dosificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
11.4.2.3.- Puesta en obra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
11.4.2.4.- Propiedades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
11.4.2.5.- Aplicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
11.4.3.- Hormigón inyectado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
11.4.4.- Hormigones de alta resistencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
11.4.4.1.- Componentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
11.4.4.2.- Propiedades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
11.4.4.3.- Aplicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
11.4.5.- Hormigones y morteros especiales. . . . . . . . . . . . . . . . 304
11.4.5.1.- Morteros de retracción controlada y expansivos. 304
11.4.5.2.- Morteros de alta velocidad de fraguado. . . . . . . 306
11.4.5.3.- Morteros de altas resistencias iniciales. . . . . . . 307
11.5.- Materiales de base orgánica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
11.5.1.- Resinas sintéticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
11.5.2.- Requisitos a cumplir por las resinas
termoendurecidas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
11.5.3.- Tipos y características de las resinas
termoendurecidas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
11.5.3.1.- Resinas epoxi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
11.5.3.2.- Resinas de poliuretano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
11.5.3.3.- Resinas de poliester insaturado. . . . . . . . . . . . 313
11.5.3.4.- Resinas acrílicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
11.5.4.- Aplicación de las resinas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
11.5.4.1.- Unión de hormigones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
11.5.4.2.- Morteros de resinas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
11.5.4.3.- Inyección de fisuras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
11.5.4.4.- Masillas para unión de acero a hormigón. . . . . 320
11.6.- Materiales de base mixta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
11.6.1.- Emulsiones de polímeros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
11.6.2.- Productos de anclaje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
11.7.- Elección del material según el espesor y volumen a aplicar. . . 325
INDICE i x
11.8.- Armaduras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
11.9.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
CAPITULO 12.- MATERIALES DE PROTECCION SUPERFICIAL.
12.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
12.2.- Requisitos a cumplir por los materiales de protección. . . . . . . 330
12.3.- Tipos de materiales de protección superficial. . . . . . . . . . . . . . 330
12.3.1.- Pinturas y sellantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1
12.3.2.- Hidrófugos e impregnantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
12.3.3.- Obturadores de poros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
12.3.4.- Revestimientos gruesos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
12.4.- Efectividad de los tratamientos superficiales. . . . . . . . . . . . . . 339
12.5.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
CAPITULO 13.- REPARACION DE FISURAS.
13.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
13.2.- Cicatrización. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
13.3.- Ocratización. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
13.4.- Grapado, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
13.5.- Inyecciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
13.6.- Inyección con pastas de cemento y microhormigones. . . . . . . . 358
13.7.- Morteros especiales de taponamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
13.8.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
CAPITULO 14.- REFUERZO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES.
14.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
14.2.- Recrecidos de hormigón armado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
14.2.1.- Refuerzo de pilares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
14.2.1.1.- Refuerzo con hormigón armado. . . . . . . . . . . . . 362
14.2.1.2.- Refuerzo con hormigón zunchado. . . . . . . . . . . 371
14.2.2.- Refuerzo de vigas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
14.2.3.- Realizaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
14.3.- Refuerzo con perfiles laminados de acero. . . . . . . . . . . . . . . . . 384
14.3.1.- Refuerzo de pilares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
14.3.2.- Refuerzo de vigas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
x PATOLOGIA Y TEWEUTICA DEL HORMIGON ARMADO
14.4.- Refuerzos con armadura postensada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
14.4.1.- Ejecución. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 398
14.4.2.- Aplicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
14.5.- Refuerzos con bandas de acero encoladas con epoxi. . . . . . . . . 406
14.5.1.- Unión de bandas de acero a hormigón. . . . . . . . . . . . . 408
14.5.2.- Precauciones a tomar en la ejecución. . . . . . . . . . . . . . 411
14.5.3.- Refuerzo de vigas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
14.5.3.1.- Refuerzo a flexión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
14.5.3.2.- Refuerzo a cortante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
14.5.4.- Ejecución. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
14.5.5.- Precauciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
14.5.6.- Aplicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
14.6.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
CAPITULO 15.- REPARACION DE ESTRUCTURAS DAÑADAS
POR ACCIONES FISICAS Y QUIMICAS.
15.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 1
15.2.- Estructuras dañadas por acciones físicas. . . . . . . . . . . . . . . . . 431
15.2.1.- Hormigón helado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
15.2.2.- Hormigón dañado por cavitación. . . . . . . . . . . . . . . . . 432
15.2.3.- Hormigón dañado por erosión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
15.3.- Estructuras dañadas por acciones químicas. . . . . . . . . . . . . . . 434
15.4.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
CAPITULO 16.- REPARACION DE ESTRUCTURAS DAÑADAS
POR CORROSION.
16.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
16.2.- Técnicas de reparación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
16.2.1.- Eliminación del hormigón deteriorado. . . . . . . . . . . . . 440
16.2.2.- Sellado de fisuras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
16.2.3.- Restauración de la capacidad resistente de las
armaduras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
16.2.4.- Colocación del nuevo material de recubrimiento. . . . . . 443
16.2.5.- Aplicación de un tratamiento de protección superficial. . 447
16,3.- Técnicas especiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
16.4.- Protección catódica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
16.5.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
INDICE x i
CAPITULO 17.- REPARACION DE ESTRUCTURAS DAÑADAS
POR FUEGO.
17.1.- Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
17.2.- Sistemas de reparación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
17.3.- Materiales y aplicación de los mismos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
17.4.- Refuerzo de elementos estructurales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
17.5.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
CAPITULO 18.- PRUEBAS DE CARGA.
18.1.- Introdukión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
18.2.- Clasificación de las pruebas de carga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
18.3.- Pruebas de carga de recepción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
18.3.1.- Casos en que deben realizarse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
18.3.2.- Elementos y estructuras que se someten a la prueba. . 469
18.3.3.- Ejecución de la prueba de carga. . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
18.3.4.- Cargas a aplicar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
18.3.5.- Elementos de carga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
18.3.6.- Controles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
18.3.7.- Medios de control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
18.3.8.- Interpretación de los resultados. . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
18.4.- Pruebas de carga de determinación de la capacidad
resistente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
18.4.1.- Casos en que deben realizarse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
18.4.2.- Elementos y estructuras que se someten a la prueba. . 479
18.4.3.- Cargas a aplicar y ejecución de la prueba. . . . . . . . . . 479
18.4.4.- Elementos de carga y medios de control. . . . . . . . . . . . 481
18.4.5.- Interpretación de los resultados. . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
18.5.- Consideraciones fínales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
18.6.- Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
I
r
r
l CAF’ITULO 1
ASPECTOSGENERALES
l.l.- IMPORTANCIA DE LA PATOLOGIA DEL HORMIGON ARMAD
Estamos viviendo una época en la que se ha realizado un gran esfut
por mejorar la calidad de la construcción, pero esto no resta para que a la ve:
exista una importante inquietud ante el comportamiento que van a tc
nuestras obras en el futuro. No hay que ser muy pesimista para saber
muchas de nuestras obras de hoy van a presentar problemas dentro de u
pocos años; es más, muchas empresas con visión de futuro están creando
propios departamentos dedicados a patología con el objetivo de buscar solucic
a estos problemas.
Es cierto que todos somos conscientes de que la calidad es imprescind
y rentable, a corto y largo plazo, y no sólo desde el punto de vista económicc
evitar gastos de reparación y refuerzo de las obras, sino también desde el Po
de vista de prestigio nacional e internacional con vistas a ganar mercados er
campo donde la competencia es cada vez mayor, pero, también es verdad qu
bien se ha avanzado mucho en calidad, la patología, inversa de la misma, n
ha reducido en igual cuantía.
Cada día se conocen más los problemas de durabilidad que present
hormigón en determinados entornos, se sabe más acerca de como trabajan
estructuras, se presta más atención a la ejecución, disponiendo en obra técn
mejor formados, al control de calidad que se extiende al proyecto, materie
ejecución, instalaciones, etc., se toman más precauciones para no provc
acciones que lleven a las estructuras a estados límites, etc.; puede decirse
hoy día no existe justificación para hacer una obra de mala calidad o
construida y, sin embargo, la realidad demuestra que siguen haciéndose.
cierto que se ha avanzado mucho, pero, también lo es que aun queda mucho
hacer.
La preparación técnica de nuestros arquitéctos, ingenieros
constructores es el mejor camino que se puede seguir para minimizar los defe
y fallos en la construcción. Una buena preparación técnica unida a un b
control de calidad en todas las fases de la obra reducirá de una forma notabl
número de fallos que presentan nuestras construcciones.
2 PATOLOGIA TERAPEUTICADELHORMIGONARMADO
La labor realizada en favor de la Calidad por los distintos organismos de
la Administración, así como por los privados, es digna de toda alabanza e indica
la inquietud que existe por reducir los fallos en las construcciones y aumentar
la vida de la mismas, reduciendo al mismo tiempo los gastos de mantenimiento,
reparación y refuerzo.
Los técnicos que trabajamos en laboratorios y centros que, de una forma
directa o indirecta, se ocupan de la asistencia técnica a la construcción, tenemos
ocasión de comprobar cómo desde que las construcciones se realizan con más
cuidado y con más calidad estas son más sanas y como el número de problemas
o fallos que presentan ha decrecido de una forma sensible; sin embargo, las
estadísticas de nuestro país nos indican que, a pesar de todo, las enfermedades
siguen existiendo y que el número de estructuras de edificios que exigen
tratamientos importantes sobrepasa los trescientos anuales y el de estructurasque presentan daños leves, pero que también requieren refuerzos y tratamientos
menos importantes es aproximadamente de unas quinientas.
Realmente las lesiones o enfermedades en las estructuras son fenómenos
tan viejos como los propios edificios de los que forman parte. En Mesopotamia,
hace cuatro mil años, el Código de Hammurabí señalaba ya cinco reglas para
prevenir defectos en los edificios, siendo, por tanto, el primer tratado que se dictó
sobre patología en la construcción.
Las cinco reglas básicas a que se refiere el citado código, por lo drástico
de su contenido, es posible que tuviesen en aquella época una gran repercusión
en la calidad de la construcción. Estas reglas eran:
1 .- Si un constructor hace una casa para un hombre y no la hace firme y su
colapso causa la muerte del dueño de la casa, el constructor deberá morir.
2 .- Si causa la muerte del hijo*del dueño de la casa, el hijo del constructor
deberá morir.
3 .- Si causa la muerte de un esclavo del propietario de ‘la casa, el
constructor deberá dar al propietario un esclavo de igual valor.
4 .- Si la propiedad fuese destruida, él deberá restaurar lo que fue destruido
por su propia cuenta.
5 .- Si un constructor hace una casa para un hombre y no la hace de acuerdo
con las especificaciones y una pared se cae, el constructor reconstruirá
la pared por su cuenta.
Es realmente difícil conocer la situación actual del problema patológico
estructural debido a que, así como los éxitos siempre se lanzan a los cuatro
vientos, los fracasos se arropan, se guardan y se procura evitar su trascendencia.
Ocurre con frecuencia que a muchos de los defectos o lesiones que presentan las
estructuras se les da poca importancia y, por lo tanto, no llegan a formar parte
de las estadísticas debido a que el propio constructor las corrige, las cubre o las
A S P E C T O S GENERAL.ES 3
encubre. En muchas ocasiones algunos constructores nos han pedido ayuda para
reparar un fallo, no preocupados por la garantía en la reparación sino porque
ésta pasase desapercibida a los promotores. Todo esto hace que muchos de los
defectos o lesiones estructurales que conocemos con detalle sean aquéllos que por
su magnitud es imposible disimularlos o, aquellos otros que han dado lugar a
intervenciones de tipo legal. De estos defectos, más o menos importantes y
espectaculares, son de los que, en general, se ocupan las revistas o los libros
especializados pero, de los demás, de 1.0s que no pueden dar lugar a una catástrofe
inmediata y son enfermedades graves progresivas que terminarán arruinando a
la estructura, de ésos casos no se ocupan las publicaciones, no se les da publicidad
y es el usuario del edificio o de la construcción el que ha de soportarlos.
Las lesiones o fallos ocurren con mucha más frecuencia de lo que
pensamos o admitimos, lo que ocurre es que sólo unos pocos tienen consecuencias
muy significativas que incluso pueden llegar a ser catastrokas y en estos casos
la prensa habla durante varios días y en primera página de los periodicos.
Cuando se lleva la dirección facultativa o técnica de una empresa
constructora, de un organismo oficial dedicado a la construcción o, simplemente,
la dirección de una obra, es fácil, si se tiene interés en este tema tan
transcendental, crear un banco de datos real y sincero, aunque sea de tipo
personal, de las lesiones que se producen en las estructuras que tenemos
encomendadas. De estas estadísticas, que son eminentemente útiles, se pueden
deducir unas conclusiones valiosísimas que nos van a permitir a la vista de los
fallos detectados aplicar los remedios más convenientes que se traducirán en
definitiva en una mayor vida de las obras y ahorro en cuanto a mantenimiento,
reparación y refuerzos se refiere. No hay que olvidar que “un hombre savio es el
que aprende en los tropiezos cometidos por los demás”.
Robert Stevenson, presidente del Instituto Británico de Ingeniería,
recomendaba, allá por 1856 que, “los accidentes que habían tenido lugar
durante los últimos años, debían ser recopilados, analizados y divulgados, puesto
que nada sería tan útil e instructivo, para los jóvenes alumnos y los
profesionales, como el conocimiento de los mismos y los medios empleados en su
reparación. La divulgación precisa de tales accidentes y los medios empleados
para subsanar sus consecuencias, serían en realidad más valiosos que los
millares de relatos autoelogiosos de los trabajos bien realizados que los
constructores y órganos empresariales presentan al público y a sus accionistas”.
La American Railway Engineering Association, publicó en 1918 una
recopilación de 25 accidentes producidos en construcciones de hormigón,
clasiticandolos según su origen en:
-falta de calidad de los materiales,
-errores de proyecto,
-errores de ejecución,
4 PATOLOGIA TERAPEUTICA DEL HORMIGON ARMADO
-desencofrados y carga prematura de la estructura,
-cimientos insuficientes,
-incendios.
Terminaba esta recopilación haciendo hincapié en que, solamente,
mediante una cuidadosa inspección seria posible disminuir el número de
accidentes.
El proceso de seguimiento de una estructura abarca el periodo de tiempo
comprendido entre su concepción y su demolición y en él intervienen: la
planificación, el proyecto, la elección de materiales, la construcción, el uso o
explotación y el mantenimiento.
Indiscutiblemente, la fortaleza y vida de una estructura, al igual que la
de un ser vivo, va a depender de Ios cuidados que se hayan tenido con ella en
todas sus etapas, no sólo durante su gestación y proyecto, sino también, durante
su crecimiento o construcción y posteriormente durante el resto de su vida, no
sometiendola a acciones de cualquier tipo para las que no esta prevista,y con
revisiones periódicas y mantenimiento.
La obra, al igual que el ser vivo, se encuentra sometida a la acción de los
elementos: el calor, la humedad, los vientos, las heladas, etc., pero también tiene
que soportar unas acciones de tipo mecánico que pueden cansarla, fatigarla e,
incluso, lastimarla. Por consiguiente, los cuidados y la’ vigilancia, si bien son
importantísimos durante su crecimiento o construcción y de ellos dependerá
mucho la vida de la obra, no hay que pensar que terminan con la realización de
la misma , sino que luego hay que seguir prodigándolos.
Por último, la obra con el paso del tiempo envejece en un proceso
continuo de degradación que puede ser más o menos lento de acuerdo con su
adecuación al medio y con la calidad de los materiales empleados en ella.
Al igual que ocurre con las personas hay estructuras sanas y estructuras
enfermas. Estas últimas son las que han tenido un desarrollo poco feliz, bien por
defectos de gestación (planificación y proyecto), o bien por pocos cuidados y
vigilancia en su crecimiento (materiales y ejecución > o durante su vida (uso y
mantenimiento).
A las estructuras enfermas nos vamos a referir en los diferentes capítulos
de este libro, analizando las posibles causas que hayan podido motivar la
enfermedad, tratando de encontrar, de acuerdo con la enfermedad cual es la
terapia más idónea a emplear en cada caso, teniendo en cuenta que no siempre
va a ser posible devolverle la salud al enfermo, pues habrá lesiones que con un
acertado medicamento (reparación o refuerzo) evolucionarán favorablemente ,
mientras que otras, tendrán una gravedad tal que, no será posible cambiar su
ASPECTOSGENERQLES 5
Fig. l.l.- Demolición de un edificio.
Fig. 1.2.- Demolición de una estructura con graves defectos.
6 PATOLOGIA TERAPEUTICADELHORMIGONARMADO
evolución, estando por consiguiente el enfermo condenado a morir, es decir, la
estructura condenada a su ruina y demolición (figs. 1.1 y 1.2).
En general, se puede asegurar que los accidentes catastróficos en
estructuras no obedecen a una sola causa o enfermedad actuando aisladamente,
sino a una combinación de varias de ellas. Es frecuente encontrar estructuras en
las que se ha cometido un gran error y, sin embargo, no presentan daños
importantes, pero también nos encontramos con otras que presentandaños
graves que se han producido a consecuencia de causas de menor orden pero que
han actuado simultáneamente superponiendo sus efectos (tig. 1.3).
Una gran parte de los daños que presentan las estructuras son de
carácter evolutivo dándose el caso de que en un plazo más o menor largo la
estructura puede llegar a peligrar. Estas lesiones de evolución progresiva
aconsejan poner a las estructuras que las padecen bajo vigilancia a fin de
intervenir con prontitud antes de que los daños puedan llegar a tales límites que
lleven a la estructura a un estado crítico.
Fig. 1.3.- Hundimiento parcial de una estructura debido a sobrecargas excesivas y baja resistencia
del hormigón.
A S P E C T O S G E N E R A L E S 7
1.2.- ESTUDIO ESTADISTICO DE DAÑOS EN ESTRUC-S.
Se ha indicado anteriormente la importancia que tiene la estadística en
el campo de la patología con vistas a determinar la frecuencia con la que se
producen determinados daños a fin de analizar las causas que los motivan a
poder tomar decisiones correctoras con objeto de que no vuelvan a producirse.
También se ha indicado la carencia que existe de estadísticas y como en
los últimos tiempos parece que se ha despertado una gran inquietud por este
tema. Tal vez sea Francia el país que más se ha preocupado por el estudio y
análisis de fallos en la construcción, quizás como consecuencia de existir un
seguro obligatorio; concretamente en el Bureau Sécuritas se creó en 1950 un
servicio dedicado al “Estudio estadístico y técnica de los siniestros”. Según M.L.
Logeais en Francia cada año se declaran más de 100 000 siniestros aunque no
todos tienen la importancia suficiente para incluirlos en un estudio estadístico
y así, por ejemplo, sólo en 1984 se estudiaron 15 000 casos.
Las estadísticas francesas publicadas por el Bureau Sécuritas así como
por Sycodes son bastante completas abarcando más campos de daños que los
relacionados con estructuras de hormigón, que son el objeto de este libro, pues
tratan también de daños en muros exteriores, cubiertas, revestimientos de
interiores, terrazas, etc., con lo cual a la hora de hallar porcentajes de daños en
el total de la construcción el que aparece dedicado al hormigón armado sea
pequeño. Una estadística publicada por el Bureau Sécuritas de daños ocurridos
durante los años 1968/1978 y por Sycodes para los años 198611987 dan los
siguientes porcentajes:
SECURITAS SYCODES
Muros exteriores 28,7 25,4
Cubiertas 6,4 14,3
Revestimientos interiores 14,2 735
Obras de hormigón 993 791
Carpintería 3,O 6,5
Terrazas 14,5 633
Cimentaciones 337 28
Como puede observarse existe una buena correspondencia entre los
valores dados por ambas instituciones al porcentaje correspondiente al hormigón
con tendencia a bajar en obras más recientes y esto es lógico si se tiene en
cuenta que al hormigón cada vez se le presta más atención, los materiales
componentes son mejores, las relaciones aguakemento más bajas, se emplean
aditivos más eficaces, se realiza un buen curado y se somete a más control de
calidad.
8 PATOLOGIA TERAPEUTICA DEL HORMIGON ARMADO
Si observamos como se distribuyen los daños dentro de las distintas
obras de hormigón veremos de acuerdo con el referido Bureau Sécuritas los
porcentajes que corresponden a ellas son:
Depósitos, silos, torres. 26 %
Pavimentos, forjados. 13 %
Paneles de fachada. 30 %
Estructuras de edificios. 3 1 %
Esta estadística se extiende a muchos tipos de obras de hormigón pero
observamos en ella que, a primera vista, parece que las estructuras de edificios
son las de peor comportamiento. Decimos a primera vista porqué no sabemos
nada del número de casos analizados en cada tipo de las obras que se consideran.
Los resultados estadísticos pueden ser muy variables dependiendo de los
criterios que se sigan en la elección de las distintas unidades que han de
analizarse, debido a esto en la reunión del C.E.B. de Budapest de 1980 se
propuso un cuestionario para el análisis de la información a fin de definir y
clasificar los problemas patológicos dentro de cada tipo de obra. Un cuestionario
basado en la idea del C.E.B. podría ser el siguiente en el que se contemplan once
campos:
l.- Tipo de obra (vivienda, oficina, enseñanza, local, comercial, industrial, etc).
2.- Naturaleza de la estructura (hormigón armado,pretensado, mixta, metálica,
etc).
3.- Localización de las lesiones (forjado, viga, pilar, cimientos, cubierta,
cerramientos, tabiquería, etc).
4.- Manifestaciones (fisuras, expansiones, disgregaciones, hundimientos, baja
resistencia del hormigón, falta de estanqueidad, deformaciones excesivas,
etc).
5.- Causas de las lesiones (proyecto, materiales, ejecución, utilización,
mantenimiento, acciones físicas naturales, acciones químicas, sismos,
accidentales, etc).
6.- Origen de las lesiones (cargas, retracción, asientos diferenciales,
climatología, etc).
7.- Ambiente de la obra (seco, caluroso, húmedo, frío, agresivo, etc).
8.- Costo de la reparación (pequeñas reparaciones, refuerzos medios, refuerzos
importantes, ruina).
9.- Fecha de inspección.
lo.- Edad de la obra en el momento de la inspección (menor de 2 años, de 5, de
10, etc)
ll.- Otras informaciones.
ASPECTOS GENERALES 9
Con un cuestionario como el anterior se puede llegar a tener un banco
de datos importante sobre el que llegar a una estadística fiable y que permita
realizar comparaciones sin equívocos.
El mismo CEB en su Boletin 162 hace una clasificación muy completa de
los daños según su origen y debidos a diferentes acciones sean accidentales o no.
Los daños clasificados son los siguientes:
a.- Acciones excepcionales y accidentales.
-terremotos, deslizamiento de tierras,
-huracanes, tornados,
-explosiones,
-impactos (vehículos, buques, aviones, etc.),
-incidentes debidos a operaciones de pretensado.
b.- Acciones del medio ambiente y de envejecimiento.
-ataque químico (corrosión del acero ylo del hormigón),
-carbonatación,
-hielo-deshielo.
c.- Deformaciones impuestas.
-asientos diferenciales,
-efectos térmicos,
-efectos del tiempo (retracción, fluencia).
d.- Fuego.
e.- Sobrecargas.
Es curioso observar el porcentaje de daños que tiene su origen en fallos
de proyecto, materiales, ejecución, utilización y mantenimiento, puesto que éste
puede dar una idea bastante clara de la fase de la obra sobre la que más hay que
centrar los cuidados. En la tesis doctoral de J.A. Vieitez titulada “Patología de
la construcción en España: aproximación estadística” entre otros muchos datos
muy interesantes se analizan los valores porcentuales de los daños motivados por
fallos en las fases de la obra, anteriormente indicadas, en varios países europeos
comparándolos con los que se producen en España y alguna comunidad española.
Algunos de estos datos son los que se indican en el cuadro 1.1. En el que, P, E,
Ikl, U y N representan, respectivamente, proyecto, ejecución, materiales,
utilización y causas naturales.
10 PAtRXQGU TERAPEUTICA DEL HORMIGON ARMADO
Cuadro 1.1
UBICACION PERIODO NUMERO CAUSAS DE LESIONES
DE
CASOS P(a) Et%) M(z) U(a) N(a) %
G.Bretafia Hasta 510 58,0 35,0 12,0 ll,0 2,0 100
1 1974
G.BretaAa 1970 - 49,0 29,0 ll,0 10,o l,o 100
II a 1974
R.Federal 1970 1576 40,l 29,3 14,5 9,0 7,1 100
Alemana a 1980
Renania Hasta 481 40,5 28,9 15,0 9,6 6,l 100
del Norte 1978
Bélgica 1 1974 1200 49,0 22,0 15,0 9,0 5,0 100
a 1976
Bélgica II 1976 1800 46,0 22,0 15,0 8,0 9,0 100
a 1978
Dinamarca 1972 601 36,6 22,2 25,0 8,7 7,5 100
a 1977
Rumania 1971 832 37,8 20,4 23,l 10,6 8,l 100
a 1978
Yugoslavia 1976 117 34‘0 24,2 21,6 12,2 8,0 100
a 1978
Francia 1968 10000 37,0 51,o 4,5 7,5 - 100
a 1978
Hamburgo Hasta 95 40,3 29,0 14,8 9,2 6,7 100
1978
BBlgica Desde 1350 54,0 29,0 5,0 1 ,7 100
III 1958
Psis Vasco 1969 116 34,5 32,3 17,2 10,7 5,0 100
a 1983
EspaAa 1963 586 41,2 31,l 13,0 10,9 3,8 100
a 1983
VALORES 42,0 28,5 14,2 9,6 5,7 100
MEDIOS
ASPECTOS GENERALES ll
Se observa en dicho cuadro como en España los porcentajes de lesiones
por las causas estudiadas se encuentran muy próximos a los delos valores
medios europeos. Así mismo, se aprecia que el mayor porcentaje de danos esta
causado por fallos en proyecto, seguido por los que son consecuencia de una
ejecución poco cuidadosa y en menor escala por los materiales.
No hay que pensar que los fallos de proyecto son siempre atribuibles al
proyectista, pues se dan casos en que existen errores en las propias instrucciones
y reglamentos que son corregidos en posteriores revisiones de los mismos, otros
errores son consecuencia de programas de calculo de estructuras no correctos,
etc. En general las hipótesis que se hacen en el cálculo de estructuras reticulares
planas son bastantes precisas; por otra parte, los métodos de dimensionamiento
de secciones de hormigón armado son bastante exactos y muy avalados por los
resultados de ensayos realizados en laboratorio; sin embargo, cuando se trata de
estructuras con formas especiales o con secciones complejas hay que realizar una
serie de hipótesis que pueden que se separen de la realidad; en estos casos, los
ensayos sobre modelos reducidos permiten, antes de decidirse a construir la
estructura, tener un porcentaje muy elevado de seguridad sobre el
comportamiento futuro de la misma.
De los danos que presenta una estructura, aproximadamente un 45 por
100 de ellos se detectan durante la construcción, un 17 por 100 antes de que
expire el plazo de garantía y el resto con posterioridad a este plazo. De este
resto, el mayor porcentaje se presenta entre los 7 y 10 anos. A partir de los 20
anos no suelen aparecer danos motivados por razones de proyecto, materiales y
ejecución y sí los debidos a un mal uso de la estructura o a la acción de un
aumento en la agresividad ambiental, o al propio envejecimiento de la misma.
1.3.- TERMlNOLOGIA.
Es frecuente observar como se emplea un léxico que, a veces, no es del
todo correcto cuando se habla de problemas patológicos. Algunas veces
observamos como, de forma indistinta, se emplean las palabras reparación y
refuerzo para indicar una misma intervención, aunque estas palabras obedezcan
a conceptos distintos, de aquí el que no este de más dar las definiciones de
algunos de los términos más empleados en patología.
Conservación o mantenimiento.- Es toda actividad encaminada a permitir
que la estructura cumpla con las misiones para las que se ha proyectado o
mantenga su apariencia y estado original. En los trabajos de conservación se
incluyen los de inspección.
Reparación.- Por reparación se entiende devolver, parcial o totalmente, a una
estructura o elemento dañado o débil de la misma la capacidad resistente exigida
en el proyecto original y si es preciso mejorar su durabilidad.
1 2 PAlYXOGL4 TER4PEVTICA DEL HORMIWN ARMADO
Refuerzo.- Por refuerzo se entiende modificar a una estructura o elemento de
ella, que no necesariamente tiene que estar dañado, con el proposito de
aumentar su capacidad resistente o estabilidad con respecto a la del proyecto
original. El refuerzo puede aplicarse también como consecuencia de un cambio
de destino de la estructura, o para que sea capaz de soportar acciones superiores
8 las originalmente previstas.
Sustitución.- Es una operación que tiene por finalidad sustituir o reponer
elementos estructurales que tienen una vida intrínsecamente inferior a la vida
de servicio del resto de la estructura, como pueden ser apoyos, juntas de
expansión, etc.
Estado actual.- Es aquel en que se encuentra la estructura, desde el punto de
vista de propiedades, características mecánicas, durabilidad, etc., en el momento
considerado.
Estado nominal.- Es el estado y propiedades de una estructura correspondientes
a las condiciones contractuales de acuerdo con las instrucciones y disposiciones
técnicas vigentes. Se puede considerar como las condiciones de proyecto.
Estado límite.- Es cualquier situación que, al ser alcanzada por una estructura
o parte de ella, la pone fuera de servicio, es decir, en condiciones tales que deja
de cumplir alguna de las funciones para las que fue diseñada. El coeficiente de
seguridad para esa función de la estructura se agota. A veces al estado límite se
le conoce como estado crítico.
Degradación.- Es el envejecimiento o deterioro que sufre la estructura con el
uso haciendo que cada vez se vaya separando más del estado nominal. Esta
degradación esta muy influenciada por el uso, tiempo transcurrido, condiciones
ambientales, etc.
Defecto.- Es el exceso sobre los límites de tolerancia de alguna propiedad de la
estructura al aceptarla, o incluso si se descubre posteriormente a la aceptación.
Daño.- El daño es consecuencia de sobrepasar un estado límite de la estructura
durante su uso o explotación. Los danos no se refieren únicamente a acciones de
tipo mecánico sino que pueden tener su origén en acciones de tipo físico o
químico.
Fallo.- Un fallo es un descuido, una actividad imprevista o accidental, que se
traduce en un defecto o daño de una estructura o elemento estructural.
Durabilidad.- Es la calidad que posee la estructura y que va a asegurar el que
no se alcance un estado límite dentro de la vida útil esperada. Una estructura
es durable si ha’tenido un diseño, construcción y conservación adecuados.
ASPECTOS GENERALES 13
1.4.- FACTORES CONDICIONANTJM DE LA TERAPIA A EMPLEAR EN
REPARACIONES 0 FmFuERzOS.
Con el paso del tiempo las estructuras van envejeciendo de acuerdo con
un proceso más o menos lento en el que ejerce mucha influencia la agresividad
del medio en el que están situadas, la magnitud de las cargas que hayan
soportado y la calidad del proyecto, materiales y ejecución que hayan tenido, así
como las condiciones de utilización y de mantenimiento a que hayan estado
sometidas; este envejecimiento puede llevar a la estructura, o a parte de ella, a
alcanzar un estado límite. Con la reparación y refuerzo de las estructuras se
pretende conseguir, en un momento dado de la vida de éstas, aumentar la
resistencia de las mismas a fin de que puedan llegar al final de la vida útil
prevista con una capacidad resistente adecuada (fig. 1.4).
Los problemas que presenta una estructura de hormigón dañada o poco
resistente que se pretende reparar o reforzar pueden ser muchos y a veces, muy
complejos.
Hay defectos estructurales muy localizados y de poca importancia que
pueden ser debidos a una ejecución deficiente en una determinada zona, pero que
no afectan al resto de la estructura con lo cual su reparación no crea problemas
pudiendo realizarse de una forma inmediata y sin necesidad de esperar a los
resultados de análisis, investigaciones, etc., este es el caso de un hormigón mal
vibrado que presenta coqueras, o lo es el de una zona muy armada de un
elemento en la que no ha podido entrar el hormigón por poca separación entre
las barras de acero.
Otros defectos, por el contrario, son de tal cuantía que ezigirán, antes de
decidirse por su reparación, realizar un estudio completísimo de la obra en el
cual se analicen hasta los más mínimos detalles. En estos casos, el conocer el
historial del “paciente”. puede ser decisivo y aportar mucha luz sobre la
enfermedad que padece, es decir, las causas que han motivado su patogénia;
pero, en muchas ocasiones, este historial no será suficiente y habrá que recurrir
entonces a realizar análisis y ensayos que permitan conocer las motivaciones de
tipo mecánico, físico o químico que han podido producir las lesiones o la
incapacidad resistente que ésta posee.
El estudio de la historia de la obra es fundamental. El conocer la fecha
en que se construyó; quién fue su constructor; el hacerse con una copia del
proyecto para su revisión y análisis; el conocer el tipo de cemento, &-idos,
aditivos, acero, etc., empleados; el disponer de los datos del análisis del terreno;
el saber con detalle el uso que se le ha dado a la estructura, sobrecargas
estáticas o dinámicas que ha soportado, acciones accidentales a las que ha estado
sometida, etc., es totalmente preciso para andar sobre seguro.
1 4 PATOLOGIA !t’ERAPEU!l’ICA DEL HORMIWN ARMADO
RESISTENCIA,
NIVEL
DE
PROYECTI
INTERVENCIONDEGRADACION
I
E S P E R A D A I
DEBIDA A ACCIONES R E F U E R Z O
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
EXTRA
P R O T E C C I O N
NIVEL
FINAL
EXIGIDO
I
INFLUENCIAS A C C I O N
/
EXTRA
‘I c
AL , AL TIEMPO
ACCIDENTALES ACCIDENTAL SENSIBILIDAD 1
DEL ENTORNO VIOLENTA
(SISMO, ETC.)
VIDA PREVISTA INICIAL “L” 1
1
Fig. 1.4.- Efecto de la reparación o refuerzo sobre la vida de las estructuras.
En muchas ocasiones no bastará con conocer todos estos detalles y habrá
que continuar la investigación por otros caminos recurriendo al uso de
laboratorios y de centros especializados en materiales que analicen muestras de
un hormigón desagregado a fm de conocer el origen probable de los daños que
presenta y que, en ocasiones, puede ser de tipo químico y a veces, difkil de
determinar si no se dispone de medios adecuados y personal preparado.
A través de los síntomas que presenta una estructura hay que analizar
también las causas que han podido provocar las lesiones o defectos que presenta
la misma; en este sentido, la forma y localización de las fisuras puede aportar
mucha ayuda a este análisis, bastando, a veces, la observación del cuadro de
fisuración que presenta para llegar a conclusiones bastante exactas con vistas
al establecimiento de un diagnóstico.
Las observaciones pueden ser durante esta primera parte del análisis
muy meticulosas y completas pudiendo, incluso, si es preciso extenderse a las
obras próximas a la estudiada. Esta fase del análisis requiere tiempo, siendo la
más dificil y a la vez básica para proyectar una reparación o refuerzo eficaz y
duradero.
Podemos resumir, ordenadamente, los principales pasos a seguir en esta
primera parte del proyecto de una reparación o refuerzo en dos fases: inspección
ASPECTOS GENERALES 15
de la construcción dañada con recopilación de datos e información y, realización
a.- Inspección de la estructura dañada.
- Examen visual y estimación de las consecuencias del daño. medidas urgentes
a tomar como evacuación del edificio,apuntalamiento, eliminación de cargas,
etc.
- Recopilación de toda la información relativa a las condiciones del edificio
previas a los daños, tales como reparaciones y refuerzos realizados,
comportamiento durante movimientos sísmicos, etc. Se incluirán también
datos sobre la fecha de construcción, proyecto, control de calidad efectuado,
etc.
- Comprobación en plantas y alzados de todos los danos aparecidos tanto en
elementos portantes como secundarios, a ser posible acompañados de
fotogr&as de los mismos que siempre suelen dar una buena visión del
carácter y cuantía de los danos.
- Localización de errores importantes debidos a ignorancia o falta de cuidados
en la concepción del proyecto, observando sí, en el caso de danos debidos a
sismos, se han tenido en cuenta la normas y recomendaciones existentes.
- Localización de errores debidos a ejecución.
- Localización de deficiencias en el uso y en la conservaciónde la estructura.
- Estudio de los documentos del proyecto, examinando los planos a fin de
detectar la falta de detalles y posibles errores en el dimensionamiento,
especialmente de elementos dañados.
b.- Ensayos.
Normalmente los datos recogidos en la inspección de la estructura hay que
completarlos con análisis y ensayos a fin de cuantificar el nivel de daños antes
de decidirse a iniciar las operaciones de reparación o de refuerzo.
Cuantificación de los danos.
- Medidas geométricas.
- Verticalidad de elementos, pérdida de horizontalidad, excentricidad.
- Trayectoria y espesor de las fisuras.
- Flechas residuales.
- Evolución en el tiempo de las anteriores características, instalando los
equipos de medida convenientes para su determinación.
r de las comprobaciones y ensayos necesarios.
1 6 PAlVLOGL4 TERAPEUTICA DEL HORMIWN ARMADO
Medidas v ensayos con vistas a conocer las condiciones
previas a los danos.
- Dimensiones generales de los elementos principales y secundarios, dimensión
de las secciones transversales, etc.
- Investigación geotécnica del terreno con extracción de muestras y ensayos.
- Evaluación de la resistencia del hormigón con extracción de probetas testigo,
ultrasonidos, etc.
- Características del armado, recubrimientos, localización de armaduras,
longitudes de anclaje, etc., mediante el empleo de ultrasonidos, pachómetro
0 gammagrafia.
- Características del acero empleado así como medidas de potencial en el
hormigón armado para conocer el estado de corrosión de las armaduras.
Es conveniente emplear varios métodos de ensayos que complementen las
observaciones oculares. Las técnicas y métodos de ensayos empleados deben
estar en consonancia con el tipo de defectos que presenta la estructura y con la
importancia de la misma. \
Siempre que sea posible es conveniente emplear métodos de ensayos no-
destructivos cuyos resultados sean fiables a través de otros ensayos de
calibración. Con estos métodos no se deteriora la estructura a la vez que puede
verse la evolución de algunas de sus características con el tiempo y en la misma
zona.
Siguiendo estos pasos se puede llegar a conocer el porqué de los daños,
punto esencial para planificar la reparación o refuerzo, pero antes de llegar al
proyecto y la ejecución del mismo hay que saber la gravedad de la enfermedad
que se trata de curar. Cuando el hormigón ha sido atacado por agentes corrosivos
los danos pueden ser graves, progresivos y difíciles de cortar; en algunos casos
podemos estar frente a un cáncer de difícil solución pero que, quizás, con la
amputación de algunos de los miembros afectados y la sustitución de éstos por
otros resistentes al medio se podría resolver el problema. Cuando la estructura
presenta danos provocados por cargas, empujes, mala ejecución etc., la solución
puede ser más sencilla, aunque hay casos de los señalados de tal magnitud que
pueden llevar a la estructura a una situación próxima al colapso. En todos los
casos, antes de proyectar la reparación o el refuerzo de una estructura dañada
por accidente, corrosión, fuego, sobrecargas excesivas, deficiencias de calidad en
los materiales empleados en su construcción, envejecimiento, etc., es necesario
conocer la capacidad resistente residual que posee esta estructura.
En muchas ocasiones el defecto o los danos están muy localizados y son
poco importantes, no afectando, por tanto, a la seguridad de la construcción y
pudiendo demorarse los trabajos de reparación hasta años, en otros, por el
contrario, los daños pueden ser tan severos que requieran la puesta fuera de
ASPECTOS GENERALES 17
servicio de la misma y su apeo inmediato antes de realizar el refuerzo que
deberá llevarse .a efecto rápidamente y, por ultimo, habrá casos en que la obra
amenace ruina y los danos pueden ser de tal magnitud que no interese, por
razones económicas o por la complejidad de la intervención, reforzarla con lo cual
habrá que proceder a su demolición.
El esquema de la figura 1.5 indica el camino a seguir en todo proceso
patológico para llegar a una solución que permita el restablecimiento de la
capacidad resistente de la estructura.
ENFRRMEDAD
SINTOMATOLOGIA ,r
HiNCEAZONES
CRNEIOS DE COu>RACION
. lW3UkAS,~RIRTAS
DISGREGACIONES
DBSAGRRGACIONES
OJO
CLINICO
I
ESTUDIO DEL
-i.
HISTORIAL
ENFERMO ANAL1818 QUINICO
* TENSIONAL
* ULTRASONICO
* ESCLERONETRICO
PRUEBAS DE CARGA
DIAGNOSTICO
PRONbSTICO
I 1
PESIMISTA OPTIMISTA
ANPUTACION
DENOLICION
wJ=Tw
TERAPIA
CICATRIZACION
RESTAURACION
REPUERZO
REPARACION
Fig. 1.5.- Fases de un estudio patológico de estructuras de H.A.
1.5.- PROYECYO Y EJECUCION DE LA REPARACION 0 REFUERZO.
Una vez decididas las medidas a tomar de reparación o refuerzo de la
estructura habrá que proceder a su proyecto; éste, podrá ser muy simple en el
1 8 PAlVLOGLA TERAPEVTICA DEL HORMIWN ARMADO
caso de pequeñas reparaciones o muy laborioso en el caso de refuerzos
importan~s debido a que, en estos últimos casos, el proyecto deberá tener en
cuenta no sólo el refuerzo estructural, sino también los condicionantes de tipo
funcional.
La reparación de un elemento,la inyección de unas fisuras, la
restauración de una pieza dañada, etc., son, en general, operaciones que no
precisan de la ejecución de un proyecto.
El diseño racional de las reparaciones y refuerzos de elementos débiles
o dañados no ha experimentado tanto avance como el de estructuras nuevas en
los que junto a diseños más racionales, se conjugan factores de seguridad y
economía. Esto es debido principalmente a la incertidumbre sobre la evaluación
de las condiciones y características mecánicas de las estructuras dañadas, así
como por la necesidad de aplicar modelos analíticos no convencionales y de
emplear una filosofía de construcción menos conocida.
En todo proyecto de reparación o refuerzo de estructuras débiles o
dañadas es preciso ajustarse a unas fases de intervención en las que hay que
considerar: el diagnóstico y evaluación de la capacidad resistente de la
estructura; la necesidad de empleo de medidas urgentes tales como demoliciones
parciales, evacuación de personas, reducción de cargas, apuntalamiento, etc.; la
aplicación de los remedios o terápia adecuada, en los que se tengan en cuenta la
urgencia de la intervención, personal, equipos disponibles, consideraciones costo-
beneficios, caracter social, historico, etc., de la obra. Por ultimo el proyecto debe
estar basado en un análisis estructural, estimación de acciones-efectos, etc.
En la figura 1.6 pueden verse esquematizados los pasos básicos a seguir
en la realización de un proyecto de reparación o refuerzo.
El refuerzo importante de una estructura de una edificación puede
requerir tomar medidas de seguridad mediante apeos y apuntalamientos
adecuados; el planificar ordenadamente todo el proceso a fin de no sobrecargar
elementos débiles durante la ejecución de los trabajos; el dejar espacios libres
para mover materiales e incluso elementos estructurales metálicos; el interferir
lo menos posible en las instalaciones existentes; el no dañar otros elementos
sanos, etc. Puede darse también el caso de que al reforzar un elemento
aumentemos su sección con lo cual incrementamos su rigidez y, por consiguiente,
la distribución de momentos y tensiones de los elementos que trabajan unidos
a él. Todos estos problemas y algunos otros particulares dependientes del tipo de
obra y de su estado resistente habrán de considerarse al proyectar el refuerzo.
El refuerzo de una estructura puede tener otros condicionantes de tipo
estético que también pueden limitar las soluciones y que tienden a complicar aun
más el proyecto. En muchas ocasiones ha habido que estudiar muchas soluciones
ASPECTOS GENERALES 19
a un problema a fin de disimular o no colocar determinados elementos, que,
siendo los más idóneos, rompían la estética exigida por el arquitecto; en otras,
ha habido que buscar nuevos materiales para reparar un hormigón que tenía que
quedar visto y en el cual la igualdad de color y tonalidad con el hormigón
existente era un condicionante prioritario e indispensable.
De lo expuesto se deduce que no existe un criterio único para la elección
de un tipo de terapia y que estos pueden diverger de acuerdo con la causa
productora de las lesiones, de las posibilidades locales de la obra, de la
construcción de la misma, costo e incluso, del juicio y criterio del técnico
encargado del trabajo, pudiendo, por consiguiente, existir, en la mayoría de los
casos, muchos métodos de reparación o de refuerzo todos ellos igualmente
eficaces y adecuados.
DATOS ESTRUCTURALES
CARACTERISTICAS
R E S I D U A L E S
R’.$./i
+
REDISTRIGUCION
NUEVAS ACCIONES-EFECTOS
S’
R = RESISTENCIA
S = ACCION-EFECTO
K = RIGIDEZ
p= TENACIDAD
Fig. 1.6.- Pasos a seguir en el proyecto de una reparación o refuerzo.
Una vez definido el proyecto se procede a la ejecución del mismo. Se ha
visto al hablar de las causas productoras de lesiones o fallos en las estructuras
que las que más influencia suelen tener son especialmente las debidas a
deficiencias en el proyecto, seguidas de las negligencias, errores y, en general,
falta de cuidados y calidad en la ejecución. Igualmente, hay que decir que en la
2 0 PAlYX.OGIA TERAPEUlTCA DEL HORMIWN ARMADO
.
realización de las reparaciones y refuerzos cabe incurrirse también en errores;
por esto, no esta de mas insistir en la importancia que tiene el cuidar hasta el
mas mínimo detalle el proyecto de refuerzo o reparación a fín de obtener
resultados satisfactorios.
Las reparaciones y refuerzos son obras especiales que requieren un
mucho de experiencia y que pueden crear muchos problemas a los técnicos que
no estén especializados y familiarizados con ellas. Muchos de estos trabajos son
fáciles de realizar, e incluso se encuentran tipificados para casos concretos, otros,
por el contrario, son muy singulares y es difícil aplicarles un patrón
determinado, siendo en estos casos cuando la imaginación y la preparación del
técnico entran en juego para hallar una solución adecuada que, a veces, incluso
es completamente original.
El técnico encargado de un trabajo de reparación o refuerzo tiene que
valerse en muchas ocasiones de la colaboración de especialistas en otros campos
como pueden ser la mecánica de suelos, durabilidad química, etc., y del auxilio
de laboratorios que le analicen las muestras que él crea oportunas a fin de poder
establecer el diagnóstico sobre la enfermedad que sufre la estructura.
Generalmente, el técnico encargado de diseñar la reparación o refuerzo no es el
que proyecto, en su día, la obra; el contactar con él, si es posible, puede serle de
gran utilidad.
Por ultimo, hay que pensar que las reparaciones y refuerzos pueden ser
operaciones muy delicadas en las que un descuido puede restar eficacia a las
mismas haciendo que la solución se aparte del resultado buscado, esto exige que
el personal encargado de la realización de la obra sea de total conhanza,bien
preparado y tenga un alto sentido de la responsabilidad. En este aspecto da muy
buen resultado el reunirse con los operarios especializados para explicarles en
que va a consistir la obra, cuales son los puntos en los que más atención hay que
aplicar y que consecuencias desagradables podría tener un error u omisión. Este
conocimiento de la labor que van a realizar y de la importancia de su trabajo
hace que se tomen un interés especial.
El ingeniero responsable y director del trabajo debe dedicar todo su
esfuerzo a la vigilancia y control de las operaciones procurando no tomar
medidas a la ligera, o improvisadas, sino aquellas que haya analizado y
comprobado perfectamente, incluso, con la realización de ensayos en laboratorio.
ASPECTOS GENERALES 21
1.6.- BIBLIOGRAFIA.
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1956.
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FIP.: “Repair and strengthening of concrete structures”.- Guide to good practice.-
London 1991.
CAPITULO 2
EVALUACION DE DAÑOS Y CAPACIDAD
RESISTENTE RESIDUAL
2.1.- INTRODUCCION.
La primera operación que ha de hacer el técnico que se encuentra con la
responsabilidad de reparar o reforzar una estructura dañada es investigar las
causas que han provocado los danos, realizar una evaluación de los mismos y
determinar la capacidad resistente residual de la estructura. Sin estos datos de
partida no se puede hacer un trabajo responsable, especialmente cuando la
magnitud de los danos es significativa.
Lo anterior puede realizarse siguiendo criterios diferentes aunque lo
normal es que se ajusten a una secuencia lógica en la cual se obtenga información
a través del proyecto original, de la conseguida por medio de una inspección visual
e incluso de la facilitada por el usuario o lograda en obras prózimas a la existente,
de la obtenida mediante comprobaciones dimensionales, medidas de
desplazamientos, desplomes, etc. y mediante la realización de ensayos.
Todas las operaciones anteriores pueden complementarse con un análisis
basado en los métodos de cálculo empleados así como en los resultados obtenidos
en las pruebas de carga.
En algunas ocasiones es posible que los resultados obtenidos por cálculo
no se correspondan con los danos que presente la estructura, siendo, en estos
casos, el buen juicio del técnico el que debe imponerse.
La información obtenida con la inspección, ensayos y calculo, va a
permitir decidir sobre la conveniencia o no de reparar, o si es más económico
proceder a una demolición o sustitución que realizar la reparación.
Sin una planificación previa y un diagnóstico fiable, cualquier programa
de intervención resultará poco efectivo.
2.2.- RECOPILACION DE INFORMACION.
La primera fase de cualquier trabajo de reparación o refuerzo es la visita
o inspección a la obra que ha de ser intervenida.
2 4 PATOLOGIA TERAPEUTICA DEL HORMIWN ARMADO
En la inspección de la estructura débil o dañada se busca la máxima
información posible a través de un examen ocular que, con un poco de
experiencia, puede ser muy útil al dar, en muchas ocasiones, una información
muy completa sobre las causas que han motivado los danos, así como de la
urgencia en la intervención, necesidad de evacuación de personas,
apuntalamiento, reducción de cargas, etc. Esta inspección debe realizarse
elemento por elemento y no sólo de los principales sino también de los
secundarios, observando tipos de danos tales como fisuras, disgregaciones,
roturas de hormigón, desplomes, etc. y la evolución de los mismos en el tiempo.
En esta fase la fotogr&a se presenta como un valioso auxiliar al permitir
registrar las lesiones que presenta para su posterior análisis. El detectar en esta
inspección, posibles fallos debidos a proyecto, ejecución o mantenimiento, puede
aportar mucha luz sobre el porqué de los problemas aparecidos.
Puede ser también muy importante el conocer la fecha de construcción
de la estructura, quien fue el constructor, si se realizó control de calidad, destino
y reparaciones a que ha estado sometida antes de que apareciesen los danos, etc.
En las inspecciones realizadas en la obra es conveniente llevar a cabo
algunos ensayos de comprobación de la magnitud de los danos, tales como:
medida de flechas residuales, falta de verticalidad de pilares y de horizontalidad
de vigas o forjados, situación de fisuras y ancho de las mismas, excentricidades,
etc, incluso, mediante la colocación de equipos adecuados, la medida de la
evolución en el tiempo de los defectos anteriores.
Como se ha indicado en el Capítulo 1, muchas veces la visita a las obras
vecinas, y construidas en la misma época, puede ser muy útil, especialmente
cuando los danos han sido provocados por envejecimiento, asientos diferenciales
del terreno, sismos, etc.
La primera información que hay que buscar, por ser eminentemente
valiosa, es la que suministra el proyecto original de la estructura debido a que
el estudio del mismo puede permitir detectar errores de diseño,
dimensionamiento de secciones, especialmente las más afectadas, deficiencias en
las acciones-efectos, etc. Todo el análisis de los cálculos y comprobaciones debe
realizarse de acuerdo con las instrucciones y códigos existentes en la fecha de
construcción de la estructura.
El proyecto puede poseerlo el propietario del edificio, el arquitecto o el
técnico responsable de la obra, encontrase en los archivos de los colegios
profesionales donde se visó, o en los ayuntamientos o municipalidades.
El proyecto va a permitir también, en muchos casos, detectar errores de
ejecución al comprobar que lo construido no está en concordancia con lo diseñado.
EVOLUCION DE DmOS Y CAPACIDAD RESISTENTE RESIDUAL 2 5
ultrasonícos, etc; evaluación de las características del acero mediante ensayos de
tracción; situación de las barras de armado mediante equipos electromagnéticos
(pachómetro) o de gammagrafia; medidas de potencial eléctrico para determinar
el estado de corrosión de las armaduras; análisis químico del hormigón para
detectar posibles causas de ataques sobre la pasta de cemento o los áridos;
examen con termoluminiscencia para determinar la temperatura máxima
alcanzada por el hormigón durante un incendio; contenido de iones cloro u otros
en el hormigón que hayan podido favorecer la corrosión de las armaduras;
determinación de la profundidad de carbonatación, etc.
2.3.- DETERMINACION DE LAS CARACTERISTICAS RESISTENTES DE
m ESTRUCTURA.
La determinación de las características resistentes de la estructura o de
los elementos estructurales puede realizarse mediante análisis numérico, por
medio de ensayos dinámicos o mediante pruebas de carga.
2.3.1.- DETEFWINACION POR ANALISIS NUMERICO.
Este método se puede aplicar cuando se dispone de datos básicos o
cuando se pueden estimar éstos con una seguridad aceptable. En estos casos, y
de acuerdo con los códigos o instrucciones empleadas, podrá realizarse una
verificación de los estados límites de servicio y últimos para ver si están dentro
de los admisibles. Determinados ensayos pueden complementar a esta
verificación y así, por ejemplo, mediante pruebas de carga puede estimarse la
sobrecarga de uso admisible de la estructura (Capítulo 18).
Al aplicar los métodos de cálculo se deben tener en cuenta las
características de acero empleado en la construcción, así como las del hormigón
existente y la posible pérdida de adherencia entre ambos.
I Desgraciadamente, en muchas ocasiones, es imposible encontrar elproyecto original y si éste existe, puede ser incompleto al faltarle el pliego decondiciones, los anejos de cálculo y algunos detalles, que suelen ser los que más
I nos interesan.
Con los datos recogidos en obra y los que pueda aportar el proyecto, si
existe, se puede realizar un primer análisis para determinar el origen de los
daños y su posible magnitud.
A veces es preciso complementar los pasos anteriores mediante ensayos
destinados a conocer el estado actual de la obra, a través de: análisis geotécnico
del terreno con la extracción de testigos, etc; evaluación de la resistencia del
hormigón mediante extracción de probetas testigo, ensayos esclerométricos,
2 6 PAlYXQGL4 TERAPEUTICA DEL HORMIWN ARMADO
En el caso, por ejemplo, de una estructura dañada por fuego se puede
establecer por cálculo la capacidad mecánica que presenta la misma en función
de la resistencia al fuego de cada uno de sus elementos, de las uniones
existentes entre ellos y con los tabiques, muros, forjados, etc. Esto exige el
conocimiento de la resistencia mecánica, de la conductividad térmica y del calor
específko de los materiales en función de la temperatura y duración de la
exposición; para el acero estos datos son muy conocidos, para el hormigón pueden
ser muy variables de acuerdo con las características de éste, siendo preciso en
muchos casos realizar ensayos para determinarlas.
Las magnitudes fkicas citadas