UNIVERSIDAD SANTO TOMASVICERRECTORIA GENERAL DE UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIAS

ESPECIALIZACIÓN PATOLOGIA DE LA CONSTRUCCIÓN

CONCRETOS II

ESTUDIANTE:FREDY HARBEY CABRERA ROSERO

DOCENTE:MG. TRINIDAD OROZCO FORERO

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁSVICERRECTORÍA DE UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA

ESPECIALIZACIÓN PATOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN SAN JUAN DE PASTO, 25 DE OCTUBRE DE 2015

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, la durabilidad del concreto ha sido uno de los temas más estudiados, por su incidencia en la seguridad pública, la economía y en el aspecto social, entre otras causas; por esta razón, la mayoría de los códigos estructurales en el mundo, desde hace algún tiempo contemplan la durabilidad como factor crítico de diseño.

En la presente norma se presentan los parámetros más relevantes relacionados con la durabilidad del concreto y se fijan límites en los más importantes, de modo que se constituyan en factores de diseño.

Las especificaciones también podrían requerir que el concreto cumpla ciertos requisitos de durabilidad, tales como resistencia al congelamiento y deshielo o ataque químico. Estas consideraciones podrían establecer limitaciones adicionales en la relación agua cemento (a/c), el contenido de cemento y en adición podría requerir el uso de aditivos.

1. ASPECTOS GENERALES

NSR-10 CAPITULO C.4 – REQUISITOS DE DURABILIDAD

1. Se introdujeron la categoría y clases de exposición con requisitos de durabilidad aplicables al concreto.

2. El valor de f´c debe ser el mayor de los valores requeridos (a) por el Capítulo C1 (17 Mpa), (b) para durabilidad en el Capítulo C4 y (c) para los requisitos de resistencia estructural.

3. Las mezclas de concreto deben ser dosificadas para cumplir con la relación máxima agua-material cementante (a/mc) y otros requisitos basados en la clase de exposición asignada al elemento estructural de concreto.

2. APLICABILIDAD DE LAS NORMAS EN EL MEDIO

2.1 NSR-10 CAPITULO C.4 – REQUISITOS DE DURABILIDAD

2.1.1 Categorías y clases de exposición: (C.4.2)

En la tabla C.4.2.1, el Titulo C del reglamento NSR-10 define las condiciones de exposición de las estructuras de concreto. Las categorías de exposición están subdivididas en clases de exposición dependiendo el grado de severidad de la exposición.

.F- Congelamiento y deshielo. Para concreto exterior expuesto a la humedad y a ciclos de congelamiento y deshielo, con o sin productos químicos descongelantes.

.S- Exposición a sulfatos. Para concreto en contacto con suelo o agua que contenga cantidades perjudiciales de iones sulfatos solubles en agua, como se define en C.4.2.1

.P- Cuando se requiere baja permeabilidad. Para concreto en contacto con agua y que requiere baja permeabilidad.

.C- Protección del refuerzo para la corrosión. Para concreto reforzado y preesforzado expuesto a condiciones que requieren protección adicional del refuerzo contra la corrosión.

TABLA C.4.2.1 – Categorías y clases de exposición

Fuente: (Ministerio de Ambiente, 1997)

2.1.2 Requisitos para mezclas de concreto (C.4.3)

La dosificación de las mezclas de concreto debe cumplir con los requisitos más restrictivos para prevenir su deterioro por aspectos ambientales.

La tabla C.4.3.1 señala los requisitos para el concreto sobre la base de la asignación de clases de exposición. Cuando un elemento de concreto estructural se le ha asignado más de una clase de exposición, se debe aplicar el requisito más restrictivo.

Clase de exposición F1, F2 y F3: Además de cumplir con un límite máximo de la relación máxima a/mc y requisitos de resistencia mínima, el concreto para elementos estructurales sometidos al congelamiento y deshielo debe tener aire incorporado de acuerdo a las disposiciones de C.4.4.1

Clase de exposición S1, S2 y S3: El concreto expuesto a concentraciones perjudiciales de sulfatos, procedentes del suelo y el agua, debe fabricarse con cementos resistentes a los sulfatos.

Clase de exposición P1: Para concreto que requiere una baja permeabilidad por estar en contacto directo con el agua y donde las otras condiciones de exposición definida en la tabla C.4.2.1 no se aplican.

Clase de Exposición C2: Para el concreto reforzado y preesforzado en exposición C2, se deben considerar los requisitos básicos de máxima relación a/mc, resistencia mínima a la compresión especificada y recubrimiento mínimo.

Clase de Exposición C1: Para esta clase de exposición con una moderada protección contra la corrosión del acero de refuerzo en un ambiente expuesto a la humedad se establece una relación a/mc máxima de 0,5 buscando disminuir una posible carbonatación del concreto.

Clase de Exposición C0, C1, y C2: Los límites de iones cloruro deben ser aplicados a las clases de exposición C0, C1 y C2. Para el concreto reforzado, la cantidad máxima de iones cloruro solubles en agua, incorporados al concreto, y medidos según la NTC 4049 (ASTM C1218M) a edades que van de 28 a 42 días, dependen del grado de exposición proveniente de la fuente externa de humedad y cloruros. Para el concreto preesforzado, se aplica el mismo límite de 0,60 por ciento de iones cloruro en peso de cemento independientemente de la exposición.

TABLA C.4.3.1 – Requisitos para el concreto según la clase de exposición

Fuente: (Ministerio de Ambiente, 1997)2.1.3 Requisitos adicionales para exposición a congelamiento y deshielo (C.4.4)

Se incluye una tabla con los contenidos de aire requeridos para concreto resistente al congelamiento y deshielo, basada en el ACI 211.1. Se indican valores para exposición clase F1 (moderada) y para ambas clases F2 y F3 (severas), dependiendo de la exposición a la humedad o a sales descongelantes. El aire incorporado no protege a los concretos que contengan agregados gruesos que sufran cambios de volumen destructivos cuando se congelen en una condición saturada.

En C4.4.1 se permite un 1 por ciento menos de aire para concretos con f´c mayor que 35Mpa. Estos concretos de alta resistencia tienen relaciones a/mc y porosidad menores y, por lo tanto, mejor resistencia a los ciclos de congelamiento y deshielo.

TABLA C.4.4.1 – Contenido total de aire para concreto expuesto a ciclos de congelamiento y deshielo.

Fuente: (Ministerio de Ambiente, 1997)

La tabla C.4.4.2 establece limitaciones a la cantidad de ceniza volante, otras puzolanas, humo de sílice y escoria que puede ser incluida en el concreto expuesto a productos químicos descongelantes (clase F3) basadas en las investigaciones (C4.10, C4.11).

TABLA C.4.4.2 – Requisitos para concreto sometido a la clase de exposición F3

Fuente: (Ministerio de Ambiente, 1997)2.1.4 Materiales cementantes alternativos para exposición a sulfatos (C.4.5)

Se permite usar la norma NTC 3330 (ASTM C1012) para evaluar la resistencia a los sulfatos de las mezclas de concreto usando combinaciones de materiales cementantes alternativas a las mencionadas en la tabla C.4.3.1 para todas las clases de exposición a sulfatos.

TABLA C.4.5.1 – Requisitos para establecer la conveniencia de las combinaciones de materiales cementantes expuestos a sulfatos solubles en agua

Fuente: (Ministerio de Ambiente, 1997)

2.2 NTC 5551 – DURABILIDAD DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

3. ANALISIS DE LA NORMA

En la NSR 10-C4 se describen las categorías y clases de exposición a las que va a estar sometido el concreto durante su vida útil, denominados F, S, P ó C para cada tipo de ambiente natural al que vaya a estar expuesto y con valores numéricos que aumentan de acuerdo con el incremento del grado de severidad de las condiciones de exposición.

Luego vienen unos requisitos para las mezclas de concreto que es básicamente determinar el grado de resistencia que debe tener el concreto dependiendo de la o las categorías de exposición física, química y el grado de disipación de energía.

Por último se describen la conveniencia de las combinaciones de materiales cementantes expuestos a sulfatos solubles en agua para contrarrestar el ataque químicos y físico-químicos de los sulfatos externos sobre el concreto y los agregados.

En la NTC 5551 al igual que la NSR-10 capítulo C4, establece unas condiciones de exposición en relación con la durabilidad y el grado de agresividad del ambiente al que se ve expuesta una estructura, así como del conjunto de procesos físicos y químicos a los que se ve expuesta en el período de servicio durante su vida útil.

En la Tabla 1. Clases generales de Exposición, la clasificación se realiza dependiendo del tipo de proceso ambiental al que va a estar sometido el concreto y además existe una Tabla 2. Donde se clasifica la agresividad química dependiendo de ciertos parámetros.

Se describen los requisitos de durabilidad para que los elementos de concreto estructural tengan una expectativa de durabilidad adecuada, para ello se deben cumplir los siguientes requisitos:

Valores límite para composición y propiedades del concreto (Tabla 3).

Cumplimiento de parámetros para materiales: normas técnicas para el cemento, agregados, agua, aditivos químicos, adiciones y otros materiales.

El curado del concreto se realiza durante el proceso de fraguado del hormigón para asegurar su adecuada humedad, adoptando las medidas oportunas durante el plazo que se establezca en las prescripciones técnicas, en función del tipo, clase y categoría del cemento, de la temperatura y grado de humedad del ambiente. Se debe controlar el agrietamiento de acuerdo a los Valores máximos de separación de fisuras (Tabla 5), evaluar de la reactividad álcali – agregado, ataque por sulfatos y cloruros, verificar el recubrimiento mínimo del acero de refuerzo.

Protección contra acciones físicas y mecánicas.

Se describen los tipos de adiciones que son productos que se adicionan con el propósito de producir una modificación en el comportamiento del concreto en estado fresco o en condiciones de trabajo.

4. DIFERENCIAS

La NTC 5551 define las condiciones de exposición del concreto en relación a su durabilidad con procesos de degradación dependiendo del tipo de exposición ambiental que tengan los elementos, mientas que la NSR-10 C4, establece unas categorías y unas clases para determinar la mezcla más adecuada para el factor de exposición y la severidad del mismo.

La NTC 5551 establece requisitos de durabilidad, adiciones, curado, control de agrietamientos y evaluaciones y protección contra ataques químicos y mecánicos y la NSR- 10 C4 sólo establece requisitos para la mezcla de concreto dependiendo del tipo de exposición a la que vaya a estar sometido.

5. IMPORTANCIA

La durabilidad es una propiedad sumamente importante, debido a que es el concreto, quien tiene que prevalecer en el tiempo soportando agentes internos y externos como: la acción del medio ambiente que lo rodea; los ataques, ya sea químicos, físicos o biológicos, a los cuales puede estar expuesto; los efectos de la abrasión, la acción del fuego y las radiaciones: la acción de la corrosión y/o cualquier otro proceso de deterioro.

La durabilidad es un aspecto esencial de la calidad de una estructura siendo tan importante como la resistencia. Los costos de mantenimiento y de reparación hacen aún más importante un adecuado diseño, el cual exige información sobre las condiciones que plantea el medio ambiente y de sus efectos en el concreto.

6. CONCLUSIONES

La durabilidad del concreto está definida como la habilidad para resistir a la acción del medio ambiente, el ataque químico, la abrasión, y cualquier otro proceso o condición de servicio de las estructuras, que produzcan deterioro del concreto. Podemos decir entonces que la durabilidad no es un concepto absoluto que dependa sólo del diseño de mezcla, sino que está en función del ambiente y las condiciones de trabajo a las cuales estén sometidos. En este sentido, no existe un concreto “durable” por sí mismo, ya que las características físicas, químicas y resistentes que pudieran ser adecuadas para ciertas circunstancias, no necesariamente lo habilitan para seguir siendo “durable” bajo condiciones diferentes.

El problema de la durabilidad es sumamente complejo en la medida en que cada situación de exposición ambiental y condición de servicio ameritan una especificación particular tanto para los materiales y el diseño de mezcla, como para los aditivos, la técnica de producción y el proceso constructivo, por lo que es usual que en este campo las generalizaciones resulten nefastas.

Se debe acabar con una práctica muy común en nuestro medio como es la de repetir, copiar o “adaptar” especificaciones técnicas locales aparentes, pero que desde el punto de vista de

la Tecnología del Concreto y su durabilidad requieren una evaluación y criterios particulares más profundos, ya que la repetición sistemática de errores conceptuales y prácticas constructivas inadecuadas nos han dejado un concepto equivocado de que el concreto es un material “noble” que puede asimilar nuestras deficiencias, y que es antieconómico trabajar con los avances de la técnica moderna.