La tecnología del hormigón armado, desde sus primeros pasos hasta la actualidad, ha puesto de manifiesto una gran fragilidad, causada por una planificación y/o supervisión imprecisa o superficial de las obras, por errores de composición en el diseño de la mezcla, por errores durante la fase de colada e instalación, de la evaluación imprecisa de fenómenos corrosivos y ambientales, la ausencia de un mantenimiento adecuado, mostrando cada vez más claramente su debilidad hacia las condiciones ambientales externas. Por este motivo, su deterioro continuo y progresivo obliga a planificar intervenciones de reparación y restauración estructural.

Antes de continuar con las actividades de recuperación necesarias del hormigón deteriorado, será necesario tener un conocimiento profundo de las causas que han llevado a la degradación a lo largo del tiempo, mediante una investigación escrupulosa que, sin embargo, no debe limitarse a la observación externa, sino que debe analizar en profundidad las características de la mezcla de hormigón armado y las condiciones ambientales que pueden haber comprometido su integridad. Las medidas de recuperación imprudente o que se limitan a llenar el material faltante podrían contribuir a empeorar la situación, aumentando el daño.

El análisis de degradación cuidadoso debe realizarse evaluando muchos parámetros: profundidad de carbonatación, condiciones generales de la cubierta de hormigón, cualquier grieta presente (superficial o profunda que sea), agresiones químicas o físicas sufridas por el edificio con el tiempo, etc.

Una vez que se hayan completado las operaciones de diagnóstico y se haya evaluado correctamente el daño, será posible proceder con la restauración estructural para restaurar el valor estético y funcional original del producto, que debe incluir sistemas de mantenimiento, restauración o refuerzo más o menos complejos, dependiendo de la extensión del deterioro. En la sección ” TIPO DE INTERVENCIÓN” se describe detalladamente una amplia gama de sistemas para restaurar y reforzar el hormigón deteriorado.

Principales causas del deterioro del hormigón armado

Intrínseco

Son causadas por defectos de proyecto, la calidad del hormigón utilizado y de su instalación.

NO CONFORMIDAD DEL PROYECTO

  • Prescripción incorrecta de hormigón según el entorno de exposición
  • Dimensionamiento inadecuado de los refuerzos con estados de tensión inducidos
  • Inadecuado control in situ de los parámetros establecidos en la etapa de planificación (valores predeterminados en las verificaciones por parte de la Dirección de Obras)

CALIDAD DEL HORMIGÓN UTILIZADO

  • Relación agua/cemento incorrecta (a/c)
  • Dosis insuficiente de cemento
  • Distribución de tamaño de partículas no conforme
  • Agregados pobres o impuros o presencia de petrografías alcalinas reactivas
  • Dosificación incorrecta de aditivos y/o adiciones.

MEZCLA, TRANSPORTE E INSTALACIÓN DE HORMIGÓN

  • Errores en la mezcla en la planta de procesamiento por lotes.
  • Errores durante el transporte
  • Errores en la instalación (posicionamiento de refuerzo, encofrado, posicionamiento de espaciadores y dispositivos herméticos, etc.)
  • Curado húmedo inadecuado o falta de protección contra el choque térmico.

Físico/mecánico

Se deben principalmente a: rangos de temperatura, ciclos de congelación/descongelación, abrasión-erosión, tensiones mecánicas calculadas incorrectamente

EXCURSIONES TÉRMICAS

El coeficiente de expansión térmica del hormigón es = 0.000012 (° C -1). Esto significa que elevar el hormigón en 1° C causa una variación lineal de 0.000012 m/m. Puede parecer un número pequeño, pero cuando se calcula sobre el delta de las oscilaciones térmicas (entre los picos de la temporada de verano y los de la temporada de invierno), multiplicado por la longitud de la estructura, surgen valores de excursión lineal que, si no se calculan correctamente y son neutralizados por juntas de movimiento adecuadas, pueden causar daños en el hormigón en varios puntos. También recordamos brevemente el comportamiento del hormigón a altas temperaturas, tanto para algunas condiciones de operación particulares (por ejemplo, estructuras en la industria del acero) como en casos de incendio: cuando el hormigón comienza a calentarse, hay una primera evaporación del agua libre contenida en la porosidad del hormigón que, si no encuentra suficientes vías de escape, puede provocar sobrepresiones internas que pueden interrumpir la matriz. Posteriormente, alcanzado 350 °C, se engancha una descomposición del óxido de calcio presente en la matriz de hormigón y, a más de 500 °C, hay una descomposición de la fase hidratada de los silicatos de calcio. Estas transformaciones conducen a un aumento en la porosidad del hormigón y una consecuente reducción en la resistencia mecánica de la mezcla de cemento. Hay una descomposición de la fase hidratada de los silicatos de calcio. Estas transformaciones conducen a un aumento en la porosidad del hormigón y una consecuente reducción en la resistencia mecánica de la mezcla de cemento. Hay una descomposición de la fase hidratada de los silicatos de calcio. Estas transformaciones conducen a un aumento en la porosidad del hormigón y una consecuente reducción en la resistencia mecánica de la mezcla de cemento.

CICLOS DE CONGELACIÓN / DESCONGELACIÓN

La expansión del volumen de agua en la transformación de fase (igual a aproximadamente +9.1%) somete al hormigón a tensiones considerables, causando también desintegración.

Cómo defenderse: uno de los posibles medios a adoptar, además de mejorar la impermeabilización mediante la adición de aditivos específicos, consiste en la inclusión de aire en forma de burbujas uniformemente difusas (crean cámaras de expansión para el agua que se congela).

ESTRÉS MECÁNICO

Tensiones de la estructura distintas a las previstas por el proyecto. Por ejemplo:

  • Cargas accidentales inesperadas.
  • Estructuras no aptas para la respuesta sísmica.

ABRASIÓN, EROSIÓN Y CAVITACIÓN

El término abrasión define tanto la tensión como la degradación de una superficie sometida a fricción. La erosión puede considerarse una forma de abrasión de una superficie. Los fenómenos de erosión típicos son el daño causado por el contacto y el roce entre las superficies de una estructura de hormigón y las partículas sólidas transportadas por un torrente de inundación (gravas, guijarros y arenas). La cavitación es un fenómeno que ocurre en fluidos con flujos no lineales y velocidades superiores a 12 m/s, típico de maquinaria como hélices, bombas, turbinas, que consiste en la formación de burbujas de vapor dentro del fluido, que luego implosionan generando calor y ondas de choque. El colapso de las burbujas provoca ondas extremadamente intensas y micro-chorros bajo presión tanto que si la implosión ocurre cerca de un muro de hormigón, puede causar daños y cavidades erosivas.

Electroquímica

Se deben principalmente a la acción disruptiva de sales y cloruros, a las agresiones químicas en un sentido general, a la carbonatación y al contacto con agua de baja dureza, a corrientes parásitas.

SALES Y CLORUROS

Fenómeno especialmente presente en el medio marino o por el uso masivo de sal descongelante en carreteras y autopistas en invierno.

Las sales provocan la formación de soluciones concentradas de iones cloruro y cloruro de sodio y calcio. Estos activan procesos corrosivos importantes contra el acero de refuerzo.

AGRESIONES QUÍMICAS: LLUVIA ÁCIDA Y ATAQUE SULFICO

Las lluvias ácidas se deben a partículas de ácido resultantes de la combustión en procesos industriales y en la producción de electricidad que ha subido a la atmósfera en forma de humo y niebla tóxica. Tienen un pH inferior a la neutralidad y dañan el hormigón armado neutralizando el hidróxido de calcio o disolviendo el carbonato de calcio.

Los agentes químicos naturales e industriales de tipo ácido, o aceites, grasas y sulfatos, por otro lado, pueden llevar a la formación de grietas, a reacciones expansivas con el consiguiente desprendimiento o, en casos extremos, a la desintegración de la matriz de cemento (en particular, el ion sulfato causa la formación de etringita secundaria que causa hinchazón, tensiones localizadas y daños severos al hormigón).

CARBONATACIÓN

Inicialmente, en el hormigón, después de la hidratación del cemento y el desarrollo de cal de hidrólisis Ca(OH)2, se establecen condiciones de fuerte basicidad, particularmente favorables para la buena conservación de los refuerzos metálicos. En esta situación, llamada pasivación, se forma una película de óxido férrico que es impermeable y fuertemente adherente al acero sobre el hierro, lo que evita que el oxígeno y la humedad entren en contacto con las barras de refuerzo, evitando la formación de óxido. El dióxido de carbono (CO2) presente en el aire, penetrando el hormigón a través de su porosidad, disminuye progresivamente la basicidad del conglomerado, debido a la transformación de la cal de hidrólisis Ca(OH)2 en carbonato de calcio CaCO3. A un pH inferior a 11, el hormigón, en términos técnicos, se depasiva, yendo hacia la corrosión y la formación de óxido, a medida que la película de óxido se vuelve porosa y ya no puede bloquear el acceso de oxígeno y humedad hacia el sustrato metálico. Después de la transformación del hierro en óxido, que es 6-7 veces más voluminoso que el metal, la cubierta de hormigón se agrieta primero y luego se expulsa («spalling»).

 

AGUAS “DE ESCORRENTÍA” CON BAJA DUREZA

Están representados por algunos ejemplos de aguas con contenido salino extremadamente reducido:

  • Aguas naturales de glaciares y campos de nieve
  • Aguas de recuperación destiladas y/o industriales

Su “pobreza” en sales significa que estas aguas, que fluyen contra los muros de hormigón de canales, tuberías, etc., tienden a adquirir sales del propio hormigón, a través de la disolución de hidróxido de calcio o cal libre (CaOH2).

CORRIENTES PARÁSITAS

Frecuentes en áreas urbanas, especialmente en presencia de líneas ferroviarias, subterráneos y tranvías, etc. Son corrientes dispersadas por circuitos eléctricos que ingresan a los elementos metálicos, favoreciendo su corrosión.