Este documento trata sobre la preparación de superficies para reparaciones de concreto. Explica los procedimientos generales para preparar la superficie, incluyendo la remoción del concreto dañado y la limpieza del acero de refuerzo expuesto. También describe diferentes métodos de demolición como martillos neumáticos, hidrodemolición y corte con cable diamante. Finalmente, discute la importancia de lograr buena adherencia entre el material de reparación y el concreto existente a través de la limpieza adecuada
2. Preparación de superficies 2 de 46Dra. Tania Croston
Contenido
1. Proceso general antes de la reparación
2. Análisis, estrategias y diseños
3. Requisitos de los materiales de reparación
4. Selección del material
5. Ventajas, limitaciones, aplicaciones y selección del
material de reparación
6. Preparación de la superficie
7. Métodos de demolición
8. Limpieza del acero de refuerzo, reparación y
protección
9. Adhesión del material de reparación al concreto
existente
3. Preparación de superficies 3 de 46Dra. Tania Croston
Contenido
6. Preparación de la superficie
6.1 Introducción
6.2 Procedimiento general para la preparación de
la superficie
6.3 Preparación de la superficie: Cuando el acero
está corroído
6.4 Recomendaciones sobre la forma de la
superficie reparada
6.5 Recomendaciones sobre la geometría a
remover
4. Preparación de superficies 4 de 46Dra. Tania Croston
6.1 Introducción
La reparación involucra el proceso de acondicionar el
concreto existente para recibir el material de reparación.
Este acondicionamiento es requerido para quitar el
concreto dañado, deteriorado o contaminado para
proporcionarle a la superficie la capacidad de adhesión
necesaria.
Esta es una de las partes más críticas de la reparación.
Existen muchos técnicas para remover y limpiar el
concreto, cada método tiene sus ventajas y desventajas.
La mayoría de las remoción se realizan con un hilty por su
movilidad y versatilidad.
5. Preparación de superficies 5 de 46Dra. Tania Croston
6.2 Procedimiento general para la
preparación de la superficie (1/2)
Localización del área a
reparar.
Remover el concreto
deteriorado usando
métodos aceptables.
6. Preparación de superficies 6 de 46Dra. Tania Croston
6.2 Procedimiento general para la
preparación de la superficie (2/2)
Preparar los bordes del área a
reparar para garantizar una
buena adhesión (para el
concreto lanzado sigue ACI
506R-90)
Limpieza de la superficie del
acero de refuerzo expuesto y el
concreto.
10. Preparación de superficies 10 de 46Dra. Tania Croston
6.4 Recomendaciones sobre la forma
de la superficie reparada (1/2)
La forma debeLa forma debe
ser lo másser lo más
simple posible.simple posible.
La deterioración
de la superficie
del concreto
generalmente
no es uniforme.
11. Preparación de superficies 11 de 46Dra. Tania Croston
6.4 Recomendaciones sobre la forma
de la superficie reparada (2/2)
Los bordes
irregulares
aumentan la
concentració
n de los
esfuerzos de
contracción y
las fisuras.
12. Preparación de superficies 12 de 46Dra. Tania Croston
6.5 Recomendaciones sobre la
geometría a remover (1/2)
13. Preparación de superficies 13 de 46Dra. Tania Croston
6.5 Recomendaciones sobre la
geometría a remover (2/2)
14. Preparación de superficies 14 de 46Dra. Tania Croston
Contenido
7. Métodos de demolición
7.1 Según su principio de operación
7.1.1 Dinámicas
7.1.2 Mecánicas
7.1.3 Abrasivas
7.1.4 Térmicas
7.2 Según el efecto que ellas producen
7.2.1 Demolición profunda
7.2.2 Demolición superficial
7.2.3 Técnicas de corte y abertura de agujeros
15. Preparación de superficies 15 de 46Dra. Tania Croston
7.2.1 Demoliciones profundas (1/3)
Explosivos
Grandes martillos
hidráulicos
Trituradora de
mandíbula para el
concreto
Agentes expansivos
16. Preparación de superficies 16 de 46Dra. Tania Croston
7.2.1 Demoliciones profundas (2/3)
Rompedor neumático
manual, debe tenerse
cuidado con el acero
expuesto.
Rompedor neumático,
es efectivo cuando se
necesita remover una
alta cantidad de
concreto.
17. Preparación de superficies 17 de 46Dra. Tania Croston
7.2.1 Demoliciones profundas (3/3)
Placa abridora, permite
fractura el concreto en
pedazos. Los tres tipos
comunes son: cuñas
hidráulicas, presión de fluidos,
cemento expansivo. Para
todos se deben abrir huecos.
Hidro demolición utilizan
presiones de agua entre
20,000 a 40,000 psi (138 a
276MPa). Es efectivo para
losas delgadas.
18. Preparación de superficies 18 de 46Dra. Tania Croston
7.2.2 Demolición de superficie (1/4)
Levantamiento del concreto
superficial
Métodos por percusión
Martillo ligero (hilty)
Rompedor de concreto
Mini rompedor de rocas
Se clasifican en 15 lb y 30 lb.
Existen también hidráulicos y
eléctricos.
19. Preparación de superficies 19 de 46Dra. Tania Croston
7.2.2 Demolición de superficie (2/4)
Hidro-demoliciones
Lanzadores manuales de un solo chorro
Equipos a varios chorros 20,000 a 40,000 Psi
(138 a 276MPa).
20. Preparación de superficies 20 de 46Dra. Tania Croston
7.2.2 Demolición de superficie (3/4)
Técnicas por micro-ondas
Lanzadores manuales de un
solo chorro
Equipos a varios chorros
Escarificación
Métodos eléctricos
21. Preparación de superficies 21 de 46Dra. Tania Croston
7.2.2 Demolición de superficie (4/4)
Técnicas de
preparación de
superficie
Limpieza por
chorros de arenas
Proyección de
balines
Molido
22. Preparación de superficies 22 de 46Dra. Tania Croston
7.2.3 Técnicas de corte y
abertura de agujeros
Cable diamante
Lanza térmica
Lanza a chorro inflamable
Lanza plasma
23. Preparación de superficies 23 de 46Dra. Tania Croston
Contenido
8. Limpieza del acero de refuerzo,
reparación y protección
8.1 Introducción
8.2 Procedimiento general
8.3 Reparación del acero de refuerzo
8.4 Limpieza del acero de refuerzo
8.5 Protección del acero de refuerzo
24. Preparación de superficies 24 de 46Dra. Tania Croston
8.1 Introducción
La corrosión es una causa de la desintegración,
laminación y fragmentación del concreto.
La remoción completa es determinante para obtener
una reparación durable.
Cloruros y carbonatación puede existir en el
concreto aunque no exista corrosión.
Remover el concreto alrededor el acero es
importante ya que permite al material de reparación
rodear completamente la barra dando una
protección electroquímica y un mejor anclaje.
25. Preparación de superficies 25 de 46Dra. Tania Croston
8.2 Procedimiento general (1/2)
Remoción del concreto que
rodea toda la barra, permite
limpiar perfectamente la
barra y colocar el material
de reparación.
El óxido debe ser removido
por algún método eficaz.
26. Preparación de superficies 26 de 46Dra. Tania Croston
8.2 Procedimiento general (2/2)
Las barras que han perdido
sección deben ser
repuestas.
En ciertas ocasiones debe
aplicarse una capa
protectora al acero de
refuerzo.
27. Preparación de superficies 27 de 46Dra. Tania Croston
8.3 Reparación del acero de
refuerzo (1/3)
Si el acero de refuerzo ha perdido más del 25% de
su sección transversal (o 20% si son dos o más
barras afectadas), es necesario reparar el acero
de refuerzo.
Nota: Cuando el daño del acero de refuerzo no
tiene recubrimiento, es recomendable realizar una
evaluación estructural de la situación.
28. Preparación de superficies 28 de 46Dra. Tania Croston
8.3 Reparación del acero de
refuerzo (2/3)
Si la reparación es necesaria se debe realizar una de los siguientes
métodos:
1. Barra suplementaria sobre la longitud afectada. La nueva barra
debe ser mecánicamente unida a la barra afectada o colocada
paralelamente a la barra existente.
2. Reemplazo completo de la barra
* La longitud de traslape debe ser determinada de acuerdo al ACI 318;
tomando en cuenta los manuales de la AASHTO y CRSI.
29. Preparación de superficies 29 de 46Dra. Tania Croston
8.3 Reparación del acero de
refuerzo (3/3)
Conector garfiado (Swedged)
Soldadura para conexión con poca resistencia (Stick weld)
Manguito roscado (Threaded coupling)
Métodos de unión típicos
30. Preparación de superficies 30 de 46Dra. Tania Croston
8.4 Limpieza del acero de refuerzo
(1/2)
Desincrustador de
agujas es efectivo
para remover fuertes
capas de óxidos, y
puede ser utilizado
fácilmente en
pequeñas áreas.
El agua a alta
presión (3,000 a
10,000psi o 20.7 a
69MPa) limpia el
concreto y el acero,
resultando una
superficie rugosa.
31. Preparación de superficies 31 de 46Dra. Tania Croston
8.4 Limpieza del acero de refuerzo
(2/2)
Limpieza de chorros abrasivos
utiliza una mezcla abrasivo con
la presión del aire. Este método
produce mucho polvo que
puede ser reducido usando
agua.
Cepillo con cerdas de
alambre permite
limpiar el acero, pero
no es efectivo cuando
no se tiene un acceso
en la parte posterior.
33. Preparación de superficies 33 de 46Dra. Tania Croston
Contenido
9. Adhesión del material de reparación
al concreto existente
9.1 Introducción
9.2 Medida del esfuerzo de adhesión
9.3 Evaluación del esfuerzo de adhesión
9.4 Procedimientos generales
9.5 Agentes de adhesión
34. Preparación de superficies 34 de 46Dra. Tania Croston
9.1 Introducción
Claves para desarrollar
la adherencia:
• Limpieza, sonido del substrato
• Superficie rugosa del
substrato para mejorar el
trabado mecánico
• Estructura de poros abiertos
en el substrato
• Material de reparación/agente
de adhesión puede entrar en
los poros del substrato
• Material de reparación es
aplicado con suficiente
presión para facilitar el
contacto
35. Preparación de superficies 35 de 46Dra. Tania Croston
9.2 Medida del esfuerzo de adhesión
(1/3)
Comentarios:
Solo pruebas de laboratorio
Solo materiales medidos
Los valores son afectados
por la resistencia a la
compresión de los materiales
Los valores son afectados
por el grado de la limpieza
con el chorro de arena
No son controlados por
métodos de ensayo
36. Preparación de superficies 36 de 46Dra. Tania Croston
9.2 Medida del esfuerzo de adhesión
(2/3)
Comentarios:
Pueden ser medidos en
campo y laboratorio
Los valores son afectados
por la resistencia a la
compresión de los materiales
Los valores son afectados
por el grado y método de la
preparación de la superficie
Miden la adhesión al cortante
37. Preparación de superficies 37 de 46Dra. Tania Croston
9.2 Medida del esfuerzo de adhesión
(3/3)
Comentarios:
Medidas en especimenes en sitio o removidos
Mide la resistencia a la tensión directa de la adhesión
Medidas actuales de las condiciones de campo,
preparación de la superficie, curado y propiedades del
material
El aparato debe ser sujetado concéntricamente con el
espécimen
38. Preparación de superficies 38 de 46Dra. Tania Croston
9.3 Evaluación del esfuerzo de
adhesión
Clase Material
Esfuerzo de
adhesión
mínimo
(psi/MPa)
Mediana del
esfuerzo de
adhesión
(psi/MPa)
Esfuerzo de
compresión mínimo
de la sobrecapa
(psi/MPa)
Esfuerzo de
compresión de la
base de concreto
(psi/MPa)
1 LMC/PCC
* 200/1.4 325/2.2 3000/20.7 3000/20.7
2 LMC/PCC 230/1.6 375/2.6 3750/25.9 3000/20.7
3 LMC/PCC 260/1.8 425/2.9 4250/29.3 4000/27.6
*Concreto de cemento Pórtland (PCC), Concreto modificado de látex (LMC)
Condiciones
Métodos de ensayo
de adhesión
Esfuerzo de adhesión (psi/MPa)
Promedio de 7 a 10 ensayos
Relación entre los
métodos de ensayo
Chorro de arena,
2 días PCC
Sobrecapa 50
días PCC viejo
Cortante Bifurcado 1190/8.2 360%
Cortante directo 330/2.3 100%
Tensión uní axial 189/1.3 57%
39. Preparación de superficies 39 de 46Dra. Tania Croston
9.4 Procedimiento general (1/6)
Para preparar la superficie debe estar
libre de sonidos, limpia sin elementos
que inhibidores de la adhesión (aceites,
epóxicos endurecidos)
Luego de la remoción inicial la superficie
debe ser golpeada para detectar las
áreas con vacíos y delaminación.
40. Preparación de superficies 40 de 46Dra. Tania Croston
9.4 Procedimiento general (2/6)
Cualquiera superficie con vacíos
debe ser emparejada.
Un excelente resultado se
consigue con diferencias de
menos de ¼ pulg.
41. Preparación de superficies 41 de 46Dra. Tania Croston
9.4 Procedimiento general (3/6)
La superficie de concreto existente debe
tener poros abiertos. Si estos poros están
sellados deben ser limpiados.
Para limpiarlos debe usarse uno de los
siguientes métodos: Chorro de balines
(superficie horizontal), chorros abrasivos,
chorros de agua, combinaciones de
abrasivos y agua, a vacío.
42. Preparación de superficies 42 de 46Dra. Tania Croston
9.4 Procedimiento general (4/6)
La estructura de poros abierta permite una
succión capilar el material de reparación o
el agente adhesivo.
Debe verificarse la humedad del substrato
con los ensayos en sitio óptimos para la
técnica de reparación a utilizar.
43. Preparación de superficies 43 de 46Dra. Tania Croston
9.4 Procedimiento general (5/6)
Al material de reparación así como el
agente adhesivo de utilizarse deben ser
suficientemente fluidos para poder entrar
en los poros abiertos del substrato.
Intimo contacto es producido por
mecanismos tales como, vibraciones
internas, presión hidráulica interna, alta o
baja velocidad de impacto.
44. Preparación de superficies 44 de 46Dra. Tania Croston
9.4 Procedimiento general (6/6)
Luego que las dos condiciones anteriores
son terminadas, y el tiempo de curado
requerido transcurrido se procede al paso
siguiente.
Para verificar la buena adhesión puede
realizarse un ensayo de pull-off.
45. Preparación de superficies 45 de 46Dra. Tania Croston
9.5 Agentes de adhesión
Los 3 más usados son:
• Lechada a base de
cemento
• Epóxicos (ASTM C 881),
• Emulsiones a base de
látex (ASTM C 1059):
Estireno Butadieno
(SBR), Acrílico, Polivinilo
acetato (PVA).