Fisuracion hormigon causas_diagnostico_y_control

FisuraciónFisuración del Hormigóndel Hormigón
Causas, Diagnóstico y ControlCausas, Diagnóstico y Control
CarlosCarlos Oyarzabal SchroederOyarzabal Schroeder
Departamento TécnicoDepartamento Técnico--comercialcomercial

Fisuración
• Riesgo de corrosión de la armadura
• Efecto estético
• Riesgo psicológico
– Las personas con capaces de distinguir fisuras de un ancho en décimas de
mm igual a la distancia del observador a la fisura en metros.

Estadística de fallos en el proceso
de construcción
(Bureau Securitas)
• Proyecto (A) ? 43%
• Ejecución (B) ? 28%
• Materiales (C) ? 14%
• Uso (D) ? 10%
• Varios (E) ? 5%

Datos medios españoles
A.- Proyecto
B.- Ejecución
C.- Materiales
D.- Utilización
E.- Varios
A
41,2%
B
31,1%
C
13%
D
10,9%
E
3,2%

Datos medios europeos
A.-Proyecto
B.- Ejecución
C.- Materiales
D.- Utilización
E.- Varios
A
42%
B
28,5%
C
14,6%
D
9,6%
E
5,7%

Causas de la Fisuración
• La fisuración se produce siempre que la
deformación de tracción a la que el hormigón
esta sometido excede de su propia capacidad
• La fisuración se produce siempre que la tensión
de tracción a la que el hormigón esta sometido es
superior a su Resistencia a tracción

Deformación en tracción del
hormigón

Fisuras no estructurales
Fisuras por Contracción Térmica
Inicial

Causas de la Fisuración
• Movimientos generados en el interior del hormigón
• Expansión del material embebido en el hormigón
• Condiciones impuestas externamente

Tipos de Fisuras (CEB)
• Antes del Endurecimiento
– Heladas tempranas
– Plásticas
• Asentamiento plástico
• Retracción plástica
– Movimientos durante la ejecución
• Movimiento del encofrado
• Movimiento de la subbase

Tipos de Fisuras (CEB)
• Después del Endurecimiento
– Físicas
• Aridos con retracción
• Retracción hidráulica
• Afogarado
– Químicas
• Corrosión del acero
• Reacción árido-álcalis
• Carbonatación del hormigón
– Térmicas
• Coacción térmica interna
• Variaciones estacionales de Tª
• Ciclos hielo-deshielo
– Estructurales
• Cargas de cálculo
• Sobrecarga accidental
• Fluencia

Tipos de Fisuras
• Fisuras no estructurales : producidas en el hormigón durante su
estado plástico, su endurecimiento o después de este, debidas
al comportamiento de sus materiales constituyentes
• Fisuras estructurales: debidas al alargamiento de las armaduras
o a las excesivas tensiones de tracción o compresión
producidas en el hormigón por los esfuerzos derivados de la
aplicación de las acciones exteriores o de deformaciones
impuestas

Tipos de Fisuras
• Por cargas directas
– Flexión simple o compuesta
– Compresión simple o compuesta
– Esfuerzo cortante
– Torsión
– Punzonamiento
– Adherencia
– Esfuerzo rasante
– Anclaje y solapo
– Pandeo

Tipos de Fisuras
• Por deformaciones impuestas
– Fluencia
– Variaciones térmicas
– Variaciones higrométricas
– Pretensado
– Asientos del terreno

Retracción. Control
– Se centran en actuar sobre la pasta de cemento (contenido, composición,
tipo, aditivos)
– Hormigón armado y pretensado.
– Contenido de agua (empleo de P y SP)
– Empleo de cementos especiales (K) u otros (S, CSA)
– Otros áridos (dureza, adhesión)
– Curado adecuado (nivel absoluto)
– Compuestos o sustancias de expansión controlada.
– Aditivos reductores/controladores de la retracción (AAR)

Edad de aparición de las fisuras

Tipos de Fisuras
• Estado Plástico
– ASIENTO PLASTICO
– RETRACCION PLASTICA
• Estado Endurecido
– CONTRACCION TERMICA INICIAL
– RETRACCION HIDRAULICA
– FISURACION EN MAPA

• Fisuras por asiento plástico: fisuras producidas por el asentamiento
del hormigón cuando se produce la exudación
– Se produce en las primeras 3 horas
– Si el asiento no esta coartado no produce daños
– Fisuras amplias (0,15-0,3 mm), poco profundas y de escasa
trascendencia

Segregación
– “Separación/decantación de los
constituyenyes del hormigón en función de su
tamaño y densidad”
– Genera coqueras y exceso de mortero.
Superficies mal acabadas. Repercusiones en
la durabilidad y en resistencias mecánicas
– Menor homogeneidad a menor cohesión,
inadecuada relación arena/grava, mayor
tamaño máximo de árido, mayor contenido en
agua.

Segregación
• Propensión de mezclas poco dóciles o ásperas,
muy fluídas o secas, o con gran cantidad de
arena. Tambien en hormigones en principio
dóciles.

Control
– Granulometría bien estudiada (para largas
distancias o grandes alturas)
– Incorporación de aditivo aireante
– Empleo de adiciones con finura semejante al
cemento
– Evitar vibrado muy prolongados (retracción
plástica)
– Empleo de áridos gruesos y finos de distinta
densidad. (Segregación negativa)

Exudación
– Forma particular de segregación, agua tiende a
migrar a la superficie
– Capa delgada, débil y porosa sin resistencias y
deficiente durabilidad
– Si Vevap>Vmig se generarán fisuras de retracción
plástica por afogarado
– Efecto positivo(<a/c) induciendo efecto
negativo (menor durabilidad)

Control
– Disminuye con mayor finura del cemento
– Empleo de cementos ricos en aluminato
tricálcico
– Empleo de adiciones con finura semejante al
cemento
– Reducción de la relación a/c
– Dosificación de cemento
– Empleo de aditivos aireantes
– Control riguroso de los retardadores

Fisuras por Asiento Plástico

Fisuras por Asiento Plástico
• Formas de control:
– Reducción de la exudación
– Armadura con adecuado recubrimiento
– Reducción de la relación A/C
– Empleo de un cono bajo
– Hormigones muy cohesivos y con poca consistencia
– Reducir tamaño máximo de árido
– Ubicar estribos más bajos u hormigonar más alto

Fisuras por Movimiento del Encofrado

• Fisuras por Retracción Plástica: fisuras producidas
cuando la perdida por evaporación excede de la
cantidad de agua aportada por la exudación. Cuando
la evaporación del agua exudada es más rápida que la
velocidad de acudida del agua de la masa interna a la
superficie.

• Fisuras por Retracción Plástica
– Se produce con mas frecuencia en estructuras superficiales
– Se produce entre la primera 1ª hora y la 6ª hora
– Situaciones con viento y épocas calurosas
– Fisuras amplias, y normalmente, poco profundas (<30 mm) y de
escasa trascendencia estructural
– Producidas a veces por movimientos de encofrados

Fisuras por Retracción Plástica

Fisuras por Retracción Plástica
– CURADO INTENSIVO (mejor con agua)
– Mucha precaución con el Hormigonado con viento y/o altas
temperaturas. Tambien aire seco frio.
– Exceso de arena
– Cemento inadecuado

Curado con aguas
• Curado propiamente dicho
• Protección térmica
• Disipa el calor generado en la hidratación del cemento de manera
constante
• Mejora la deformabilidad y la resistencia a tracción del hormigón a
primeras edades

Curado
• Agua
• Agentes filmógenos ( de calidad contrastada )

• Fisuras por Contracción Térmica Inicial: producidas por el
gradiente térmico que hay desde el interior de la pieza hasta el
exterior.
• La contracción térmica tiene un riesgo importante de fisuración
cuando esta impedida por coacción interna y/o externa

• Fisuras por Contracción Térmica Inicial por coacción interna:
producidas cuando el gradiente térmico que hay desde el
interior de la pieza hasta el exterior genera unas tensiones de
tracción superiores a las que es capaz de resistir el hormigón a
esas edades.

Fisuras por Contracción Térmica Inicial
por coacción interna
– Reduciendo la velocidad de enfriamiento superficial (moldes
adecuados)
– CURANDO ADECUADAMENTE
– Empleando áridos de bajo coeficiente de dilatación
– Empleando cementos BC
– Empleando contenidos no excesivamente altos de cemento
– Disponiendo armaduras superficiales que controlen reparto y ancho de
las fisuras

• Fisuras por Contracción Térmica Inicial por coacción externa:
producidas cuando los movimientos generados por el gradiente
de Tª están coartados por la estructura existente o por el
terreno.

Fisuras por Contracción Térmica
Inicial por coacción externa
– Disponiendo Juntas de contracción adecuadas
– Disponiendo armaduras para repartir las fisuras y controlar
su ancho
– Reducir el tiempo de hormigonado entre partes superpuestas

EH-91 Tabla 38.3
Cuantías geométricas mínimas referidas
a la sección total de hormigón (‰)

EHE Tabla 42.3.5
Cuantías geométricas mínimas
referidas a la sección total de
hormigón (‰)

ACI- Art.350 Table 2.5.1
Porcentaje de refuerzo con acero para
retracción y Tª

• Fisuras por Retracción Hidráulica: producidas por la
disminución de volumen que experimenta el hormigón
endurecido, cuando esta expuesto al aire con humedad no
saturada
• La retracción hidráulica esta producida por reacciones químicas
y por la reducción de humedad
• La falta de atención y la observación tardía de las fisuras
conlleva clasificaciones erróneas

Fisuras por Retracción Hidráulica
• Tipo de fisuras:
– Fisuras finas pero profundas ? el efecto sobre la estructura
debe ser estudiado en cada caso
– Se produce entre 15 días y un año
• Especialmente en el primer verano

– Se reduce con la reducción de la relación:
• A/C
• Superficie/Volumen
– El curado, aunque a largo plazo no modifica la retracción total, es
muy eficaz ya que mejora a corto plazo la resistencia y la
deformabilidad del hormigón a tracción reduciendo el riesgo de
fisuración
– La armadura dispuesta adecuadamente controla la separación y
ancho de las posibles fisuras

Retracción Hidráulica

Tipos de Fisuras
• Estado Plástico
– ASIENTO PLASTICO
– RETRACCION PLASTICA
• Estado Endurecido
– CONTRACCION TERMICA INICIAL
– RETRACCION HIDRAULICA
– FISURACION EN MAPA

Estado endurecido
• Fisuración en Mapa: producidas por las tensiones superficiales
generadas por un alto contenido de humedad y un gradiente
muy grande de humedad en sentido normal a la superficie

Fisuración en Mapa
• Características:
– Afecta superficialmente a la pieza
– Normalmente aparecen entre 1 y 15 días
– Son épocas críticas las de baja humedad relativa
– Superficies fratasadas, llaneadas, acabadas con bandeja
vibrante, etc
– Superficies encofradas con encofrados de poca
permeabilidad

Fisuración en Mapa

Fisuración en Mapa
– CURAR ADECUADAMENTE
– Evitar los encofrados excesivamente impermeables
– Evitar el llaneado o fratasado excesivos

Acciones químicas
• Fisuración por reacciones expansivas
– Áridos silíceos y álcalis
– Reacción entre los sulfatos y C3A
– Oxidación áridos sulfurosos con pirrotina
• Fisuración por corrosión del acero
– Carbonatación
– Ataque por cloruros

Fisuración por reacciones
expansivas (Reacción árido-álcali)

Fisuración por
reacciones expansivas
(Reacción por piritas,
conos de expulsión)

Fisuración por
Corrosión del acero

Fisuras estructurales
Estado endurecido
• Fisuras por alargamiento de las armaduras
– Piezas en tracción, flexión simple y compuesta
• Fisuras por tensiones de tracción en el hormigón
– Fisuras inclinadas por esfuerzo cortante
• Fisuras por compresión excesiva del hormigón
– Fisuras finas y paralelas a la dirección de compresión

Tipos de Fisuras
• Por cargas directas que generan:
– Compresión simple o compuesta
– Flexión simple o compuesta
– Esfuerzo cortante
– Torsión
– Punzonamiento
– Adherencia
– Esfuerzo rasante
– Anclaje y solapo
– Pandeo

Compresión simple

Fisuras verticales en Cabeza de
Pilar

Fisuras verticales en Nudo

Esfuerzo cortante y flexión

Adherencia

Fisuras por Asiento de Pilar

Fisuras por Ascenso de Pilar

Fisuras Asiento de la Subbase

Fisuras en Pilares con Zapata de
Esquina

Fisuras Verticales en Muro

Fisura en Ménsula

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